Cienciaes.com : Systèmes d’énergie électrique. Nous avons parlé avec Javier Contreras

Beaucoup de choses que nous faisons aujourd’hui, sans y accorder d’importance, auraient suscité des exclamations d’étonnement il y a à peine un siècle et demi. Chaque nuit, lorsque l’obscurité menace nos vies, nous appuyons presque inconsciemment sur l’interrupteur et la pièce s’illumine. Nous savons que lorsque nous ouvrons la porte du réfrigérateur, les aliments qui y sont stockés seront froids, peu importe la chaleur extérieure, et la même magie fait fonctionner la télévision, l’ordinateur, le fer à repasser, etc. Cependant, ce qui suscite notre étonnement, c’est lorsque, pour une raison quelconque, l’alimentation électrique est coupée. Ensuite, tous ces appareils qui nous facilitent la vie cessent de fonctionner. C’est à ce moment-là que nous prenons conscience de la fragilité de la vie complexe sur laquelle nous comptons et… nous nous demandons : que s’est-il passé ?

Il est surprenant de constater à quel point nous avons besoin d’électricité et à quel point nous en savons peu. Où est-elle produite ? Comment est-il transporté ? Comment l’électricité arrive-t-elle jusqu’à nos maisons ? Qui et comment l’approvisionnement est-il contrôlé afin qu’il nous parvienne de la bonne manière et que tout ce qui nous entoure prenne vie ? Dans le programme d’aujourd’hui, nous parlons de certaines des réponses à ces questions.
Chaque prise, chaque interrupteur, chacun des gadgets électriques qui rendent notre vie plus supportable ne sont rien d’autre que l’étape finale d’un processus complexe. L’origine peut être très diverse : lumière du soleil, énergies fossiles, vent, eau qui tombe entraînée par la gravité, noyaux atomiques qui se brisent, etc. Toutes ces sources, et d’autres que je ne mentionne pas, sont les différentes façons dont la Nature nous montre son « énergie ». Énergie C’est un mot magique avec lequel l’être humain nomme quelque chose d’éthéré qui peut circuler d’un endroit à un autre, qui peut se transformer d’une forme à une autre pour générer de la lumière, de la chaleur, du mouvement et de la vie.

Les êtres humains ont appris les secrets de l’électricité grâce à nos ancêtres intelligents. Au début, sa présence était un jeu aux connotations magiques. Thalès de Milet, il y a 2 600 ans, se demandait pourquoi un morceau d’ambre attirait de petits objets lorsqu’on le frottait. Depuis ces temps lointains jusqu’à ce que, en 1865, Maxwell propose l’explication définitive avec quatre merveilleuses équations, il y a eu des centaines de chercheurs et de curieux comme Galvani, Volta, Coulomb, Franklin, Ampère ou Faraday pour n’en nommer que quelques-uns.

Pas à pas, ces personnages ont découvert les bases du fonctionnement de l’électricité à travers des expériences en tous genres, certaines frappantes, comme celles réalisées par Luigi Galvani avec des cuisses de grenouilles, qui semblaient reprendre vie et se contracter lorsqu’elles étaient soumises à un choc électrique. décharge électrique, et d’autres dangereuses, comme le cerf-volant que Franklin a élevé vers les nuages ​​​​d’orage, une expérience dont le résultat, bien qu’il l’ait respecté, a coûté la vie à d’autres en servant de fil conducteur à un éclair mortel. Après Maxwell, sont arrivées de nouvelles générations d’inventeurs, d’ingénieurs et de personnes qui ont vu dans l’électricité une source de richesse insoupçonnée. Grâce à eux, à leurs recherches, à leurs idées brillantes, à leurs échecs et à leurs folies, nous profitons aujourd’hui d’un monde technologique fascinant qui a totalement transformé nos vies.

Générer à tout moment la quantité appropriée d’énergie électrique, coordonner les différentes sources dont elle provient, concevoir les réseaux qui la transportent de manière optimale, étudier les postes de transformation qui la préparent adéquatement à la consommation dans les usines ou les maisons, tout cela nécessite une énorme quantité d’énergie électrique. recherche et investissement. Une enquête menée en douce par des gens comme notre invité d’aujourd’hui : Javier Contreras Sanz professeur à l’École Technique Supérieure d’Ingénieurs Industriels de l’Université de Castilla La Mancha, à Ciudad Real, et membre du Groupe de recherche sur les systèmes d’énergie électrique .

Actuellement, les processus que suit l’énergie électrique depuis son origine jusqu’à nos maisons et nos usines sont parfaitement coordonnés. Premièrement, l’énergie emmagasinée dans le vent, dans l’eau située dans des réservoirs élevés, dans les combustibles fossiles ou dans le noyau de l’atome, entre autres, doit être convertie en électricité. Chacune de ces sources d’énergie a ses propres limites lorsqu’il s’agit d’être produite et convertie en électricité : le vent souffle quand il veut, le soleil n’éclaire que pendant la journée, les réservoirs ont une quantité d’eau limitée, les combustibles fossiles polluent et l’énergie nucléaire nécessite installations extrêmement sûres et ses déchets radioactifs durent de nombreuses années. Coordonner toutes ces sources d’énergie pour qu’elles fournissent ensemble l’énergie électrique dont la société a besoin à tout moment constitue un défi impressionnant.

Une fois la transformation effectuée, l’énergie électrique commence son chemin vers les lieux de consommation. Partant des centrales électriques, il circule à travers un réseau de très longues lignes soutenues par de grandes tours métalliques qui couvrent de vastes territoires, surmontant les barrières géographiques qui se trouvent sur leur passage. Ces lignes transportent de l’électricité à très haute tension, entre 110 000 et 380 000 volts, et aboutissent dans des postes de transformation qui réduisent la haute tension à des valeurs plus gérables. D’eux naissent de nouveaux réseaux qui forment un enchevêtrement complexe de lignes et de postes de transformation pour enfin amener l’énergie électrique dans les usines, les maisons ou partout où cela en a besoin. Il s’agit, d’une manière générale, d’un réseau de distribution d’énergie électrique dans de vastes zones continentales comme la péninsule espagnole.

Les objectifs de Groupe de recherche sur les systèmes d’énergie électrique de la UCLM Ils consistent à analyser et proposer des solutions à certains des problèmes posés par le marché de l’électricité : élaboration de stratégies de régulation, étude de la vulnérabilité des réseaux, conception de stratégies d’incorporation de sources d’énergie renouvelables, prévision du marché, etc.

Cependant, les grands réseaux de distribution continentaux n’atteignent pas les endroits isolés et éloignés, notamment les îles habitées situées au milieu des mers et des océans. C’est l’objectif du projet européen SINGULIER auquel participe un groupe de l’Université de Castilla-La Mancha dirigé par Javier Contreras, ainsi que plusieurs groupes de recherche de différentes universités et entreprises européennes. Le projet vise à développer des modèles mathématiques permettant la mise en œuvre de systèmes de production et de distribution d’énergie électrique sur des îles dans lesquelles les énergies renouvelables jouent un rôle essentiel. Les îles dispersées dans la mer Méditerranée et l’océan Atlantique, comme les îles Canaries (Espagne), la Crète (Grèce), les Açores (Portugal), Pantelleria (Italie) et Braila (Roumanie) sont les points spécialement choisis pour ces investigations.

Je vous invite à écouter M. Javier Contreras Sanz.