Le câble supraconducteur développé récemment pour le projet « AmpaCity » a passé avec succès les tests d’homologation

Courant mars a débuté la production du câble supraconducteur compact et à haute efficacité énergétique, destiné à remplacer un câble haute tension dans la ville d’Essen en Allemagne. Plus d’un siècle après la découverte de la supraconductivité, le public commence à découvrir à son tour ce qui a suscité l’enthousiasme de générations de scientifiques, c’est-à-dire le transport de l’électricité quasiment sans pertes.

Avec l’obtention du certificat d’homologation pour un système de câble supraconducteur, Nexans et RWE Deutschland AG sont arrivés le 11 mars 2013 au terme des 18 mois de la phase de développement du projet « AmpaCity ». Après le succès de la série de tests du prototype dans le laboratoire haute tension de l’usine Nexans de Hanovre, la production du système supraconducteur de 10 kV, d’une longueur de 1 kilomètre, peut désormais commencer. Ce système est appelé à remplacer, à la fin de l’année, un câble en cuivre de 110 kV du réseau de distribution exploité par RWE dans la ville d’Essen, afin de transporter une puissance équivalente (jusqu’à 40 MW).

Un prototype du câble supraconducteur a été soumis à un test d’impact de foudre simulant des surtensions environ sept fois supérieures à la tension nominale, ainsi qu’à un test de charge continue sous trois fois la tension d’exploitation. Les tests ont également porté sur la jonction de raccordement faisant partie du système et sur les extrémités particulièrement compactes spécialement développées pour ce câble. Ces extrémités servent à assurer la transition entre le système supraconducteur cryogénique et le réseau classique en cuivre.

Une double première mondiale dans le centre-ville d’Essen

Le câble concentrique triphasé de 10 kV mis en œuvre pour le projet AmpaCity constituera la plus longue liaison supraconductrice au monde. L’association d’un câble supraconducteur et d’un limiteur de courant supraconducteur représente elle aussi une première. Ce limiteur, fabriqué par l’unité Nexans de Hürth en Allemagne, protège le réseau et le câble des surcharges causées par les courants de court-circuit, en les empêchant de se propager au reste du réseau.

Les câbles supraconducteurs offrent une solution qui évite de prolonger les réseaux à haute tension jusque dans le centre des villes; leur utilisation permettrait de supprimer des postes transformateurs qui consomment beaucoup de ressources et de terrains.

Il est également possible d’utiliser des câbles de moyenne tension en cuivre ou en aluminium dans des zones intra-urbaines pour le transport de puissances élevées mais cette solution conduit à des pertes électriques nettement plus élevées.

« Le câble supraconducteur posé dans le centre-ville d’Essen relie deux postes transformateurs. Il s’agit du premier de ce type à atteindre une longueur d’un kilomètre. Il va favoriser une augmentation notable de la densité et de l’efficacité énergétiques pour l’alimentation électrique du centre-ville », souligne Andreas Breuer, à la tête de la division Nouvelles Technologies et Projets de RWE Deutschland AG. Christof Barklage, CEO de Nexans Deutschland, ajoute que « ce projet est de nature à révolutionner les réseaux d’énergie. Nous sommes heureux de faire partie des pionniers travaillant sur cette technologie fascinante et innovante. »

La supériorité technique des conducteurs refroidis

La supériorité technique des câbles supraconducteurs est due aux propriétés du matériau constituant le conducteur. A des températures avoisinant -200°C, le matériau se transforme en un conducteur électrique quasi parfait, capable de transporter au moins 100 fois plus d’électricité que le cuivre. La température de fonctionnement requise peut être obtenue sans peine par un refroidissement avec de l’azote liquide, également employé à cette fin dans de nombreuses autres applications industrielles. Malgré son isolation thermique, le câble supraconducteur offre une capacité de transport d’électricité cinq fois supérieure à celle d’un câble en cuivre de même diamètre total, avec des pertes électriques bien moindres.

Une technologie efficace qui va vite concurrencer les solutions classiques

Les supraconducteurs à haute température, tels que ceux utilisés par le projet AmpaCity dans le câble et le limiteur de courant, sont prêts à être déployés dans des applications électriques depuis quelques années déjà. Selon les prévisions des experts, ces systèmes de câbles innovants seront bientôt en mesure de concurrencer les solutions à base de cuivre, y compris du point de vue économique. Ils présentent un intérêt partout où une grande quantité d’énergie électrique doit être transportée dans un espace restreint. Grâce à leurs propriétés spécifiques et à leurs pertes électriques réduites au minimum, les systèmes supraconducteurs sont considérés par le Ministère fédéral allemand de l’Economie et de la Technologie (BMWi) et au sein du consortium conduit par RWE Deutschland AG, comme un élément clé de la fourniture d’énergie dans le futur.

Partenaires du projet :

Prototype of a superconductive cable system

Ce prototype de système de câble supraconducteur destiné au centre-ville d’Essen a fait ses preuves dans le laboratoire haute tension de l’usine Nexans de Hanovre.

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