Quelle est la cause de la panne de courant en Europe ?

Les causes de la panne de courant qui a privé d'électricité des millions de personnes en Espagne et au Portugal lundi ne sont pas encore totalement déterminées, bien que le service ait été rétabli dans 99 % de la péninsule ibérique. Red Eléctrica, l'entreprise publique chargée de l'exploitation des infrastructures de transport d'électricité en Espagne, a provisoirement exclu une cyberattaque, une erreur humaine ou des conditions météorologiques ou atmosphériques inhabituelles comme cause de la panne. L'entreprise souligne que l'incident pourrait provenir de deux « déconnexions de production », possiblement liées à la volatilité inhérente aux énergies renouvelables .

Les spécialistes soulignent que ce type de panne totale – événement exceptionnel et peu fréquent – ​​constitue également un mécanisme de sécurité du système électrique lui-même. Pour qu'un réseau fonctionne de manière stable, la production d'énergie doit être équilibrée avec la consommation ; les déséquilibres peuvent provoquer des pannes et potentiellement endommager les infrastructures.

Le maintien de l'équilibre du réseau est de la responsabilité du gestionnaire de réseau, qui surveille en temps réel des paramètres tels que la fréquence électrique, la tension et la charge des postes électriques. En cas d'écarts importants entre la production et la demande, des déconnexions automatiques sont activées dans des zones spécifiques du réseau afin d'éviter les déséquilibres. Dans les situations les plus graves, les conséquences de ces déconnexions déclenchées peuvent s'étendre à l'ensemble du réseau.

« Cette panne généralisée s'est produite parce qu'en seulement cinq secondes, plus de la moitié de la capacité de production d'électricité a été perdue », a déclaré Álvaro de la Puente Gil, professeur de génie électrique à l'École d'ingénierie des mines de l'Université de León, dans des déclarations au Centre des médias scientifiques (SMC) en Espagne . Le réseau, incapable d'équilibrer une baisse aussi brutale de la production et de la demande, s'est protégé en se déconnectant automatiquement, tant en interne qu'avec le reste du réseau européen.

Dans ses commentaires au SMC, Miguel de Simón Martín, professeur de génie électrique à l'Université de León, explique que l'équilibre d'un réseau est généralement assuré par trois éléments. Premièrement, un réseau complexe de lignes interconnectées, appelées « mailles », qui répartissent les flux électriques sur le réseau afin d'éviter les surcharges. Deuxièmement, des interconnexions avec les réseaux des pays voisins permettent d'importer ou d'exporter de l'énergie selon les besoins afin d'équilibrer la production et la demande.

Enfin, il existe ce qu'on appelle « l'inertie mécanique ». Les générateurs synchrones – ces grandes machines rotatives qui produisent l'électricité dans les centrales électriques – stockent également beaucoup d'énergie dans leurs très grands composants rotatifs. Imaginez, par exemple, une centrale au charbon. Même si elle cesse de brûler du charbon pour produire plus d'électricité, les énormes et lourdes turbines qu'elle utilise pour produire de l'électricité continueront de tourner pendant un certain temps grâce à l'énergie qu'elles emmagasinent. Connu sous le nom d'inertie mécanique, ce phénomène peut servir de tampon contre les fluctuations brutales du réseau. En cas de déséquilibre entre la production et la demande d'énergie, les générateurs synchrones peuvent accélérer ou ralentir leur vitesse de rotation pour équilibrer la situation, agissant ainsi comme un amortisseur pour le réseau en absorbant ou en libérant de l'énergie selon les besoins.

« Un réseau étendu et bien maillé, doté de solides interconnexions et d'un parc important de générateurs synchrones, sera plus stable et moins sujet aux pannes », explique De Simón Martín. « Le réseau électrique de la péninsule espagnole a toujours été robuste et fiable grâce à son maillage important à haute et très haute tension, ainsi qu'à sa grande capacité de production synchrone. Cependant, son point faible a toujours été son interconnexion internationale limitée, conditionnée par la barrière géographique des Pyrénées. »

Selon ses données, la capacité d'échange d'électricité entre l'Espagne et le reste de l'Europe – autrement dit, la quantité d'énergie que le pays peut prélever ou envoyer sur le continent – ​​représente à peine 3 % de la capacité installée du pays. Ce chiffre est bien inférieur à l'objectif de 15 % fixé par l'Union européenne aux États membres d'ici 2030.

L'intégration croissante des énergies renouvelables dans le système espagnol a peut-être exacerbé les problèmes de déconnexion et la nécessité d'équilibrer le réseau. Selon le Plan national intégré énergie-climat de l'Espagne, le pays s'est fixé comme objectif que 81 % de son électricité provienne de sources propres d'ici 2030. Fin 2018, les énergies renouvelables représentaient déjà 66 % de la capacité installée en Espagne et produisaient 58,95 % de l'électricité du pays. Les principales sources d'énergie étaient l'éolien, le solaire et l'hydraulique.

De Simón Martín souligne que, contrairement aux centrales thermiques ou hydroélectriques, les systèmes éoliens et solaires manquent d'inertie mécanique, car ils sont connectés au réseau non pas via des générateurs synchrones, mais via des onduleurs électroniques. La robustesse du système énergétique global diminue donc à mesure que la proportion de ces sources d'énergie sans inertie augmente. Concrètement, la diminution du nombre de générateurs synchrones se traduit par une moindre capacité du réseau à gérer les variations soudaines d'équilibre. « Avec une faible capacité d'interconnexion et une part importante de production d'énergie renouvelable basée sur des onduleurs, notre réseau est aujourd'hui plus vulnérable et dispose d'une marge de manœuvre réduite pour réagir aux perturbations », conclut De Simón Martíne.

Bien que la probabilité qu’un événement similaire se reproduise à court ou moyen terme soit faible, les experts s’accordent à dire qu’il est urgent de mettre en œuvre des mesures pour renforcer la résilience du système.

Manuel Alcázar Ortega, directeur adjoint du département de génie électrique de l'Université polytechnique de Valence, a expliqué au SMC qu'une solution immédiate serait de « limiter la production d'énergie photovoltaïque aux moments de faible demande, en privilégiant une production continue qui apporte de l'inertie au système et permette de mieux répondre aux variations de fréquence ». Il estime également nécessaire d'intégrer des stabilisateurs de fréquence et de tension au réseau pour compenser la perte d'inertie due à la forte présence des énergies renouvelables.

De la Puente Gil ajoute qu'une priorité devrait être « d'accroître les interconnexions électriques avec la France et les autres pays européens, afin que la péninsule ne soit plus aussi isolée ». Il estime également qu'il est nécessaire d'assouplir le système existant sur la péninsule, avec « davantage de mécanismes de stockage capables de compenser la variabilité des énergies renouvelables. Tout cela nécessite des investissements, une planification et une stratégie claire pour une transition énergétique sûre. »

Lors d' une conférence de presse tenue mardi, Pedro Sánchez, le Premier ministre espagnol, a nié que la forte utilisation de l'énergie solaire et éolienne ou la mauvaise connexion au réseau électrique européen soient les principales causes de la panne, mais a également déclaré qu'aucune hypothèse ne pouvait être écartée quant à ce qui s'était passé. Le gouvernement espagnol et la Commission européenne ont tous deux annoncé l'ouverture d'enquêtes sur les causes de la panne.

Cet article a été initialement publié sur WIRED en Español et a été traduit de l'espagnol.