SYNTHESE DE L’ETUDE DE FAISABILITE TECHNICO-ECONOMIQUE cpdp. ?· 1 synthese de l’etude de faisabilite…

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    13-Sep-2018

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    SYNTHESE DE

    LETUDE DE FAISABILITE TECHNICO-ECONOMIQUE

    D'ALTERNATIVES A LA REALISATION

    D'UNE LIGNE A TRES HAUTE TENSION

    ENTRE LA FRANCE ET L'ESPAGNE

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    SOMMAIRE

    Introduction Page 3

    1. Pourquoi une liaison trs haute tension entre la France etlEspagne ?

    Page 9

    1.1. Le contexte lectrique Page 91.2. La vrification de la ncessit de construire une nouvelle liaison entre laFrance et lEspagne

    Page 12

    1.3. tude de la localisation de la nouvelle liaison dans lensemble desPyrnes au regard du fonctionnement lectrique du rseau

    Page 13

    1.4. Lalimentation de la ligne TGV : quelles synergies avec la liaison THT ? Page 13

    2. Comment une nouvelle liaison entre la France et lEspagne :les diffrentes options technologiques

    Page 15

    2.1. Les lignes ariennes Page 152.2. Les cbles isolation synthtique pose souterraine Page 162.3. Les cbles isolation gazeuse Page 172.4. Les solutions sous-marines Page 182.5. Les cbles supra-conducteurs Page 19

    3. Comment une nouvelle liaison entre la France et lEspagne :les variantes dinsertion sur le terrain

    Page 20

    3.1. Les neuf configurations envisages Page 203.2. Les critres de comparaison Page 223.3. Lalimentation de la ligne TGV Page 243.4. Dtail et comparaison des neuf configurations Page 25

    Configuration A Page 25Configuration B Page 28Configuration C Page 29Configuration D Page 32Configuration E Page 34Configuration F Page 36Configuration G Page 38Configuration H Page 40Configuration I Page 42Comparaison Page 44

    Glossaire Page 45

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    INTRODUCTION

    Avant-propos

    la demande du Prfet des Pyrnes-Orientales le cabinet italien Centro ElettrotecnicoSperimentale Italiano (CESI) qui a t slectionn aprs une consultation internationaleconduite par la DRIRE du Languedoc-Rousillon, a remis le 31 dcembre 2002 une tuderelative au projet dinterconnexion lectrique trs haute tension entre la France etlEspagne.

    Indpendant, CESI est une socit de services d'essais, de certification et de consultationreconnue internationalement regroupant prs de 1050 personnes.

    Le matre douvrage, RTE, est en France le gestionnaire du rseau de transport dlectricit.

    Cette tude de faisabilit technico-conomique dalternatives la ralisation dune ligne trs haute tension entre la France et lEspagne a t commande par le Prfet desPyrnes-Orientales, suite aux ractions des lus lors de la concertation laquelle il lesavait convis. La Commission Particulire du Dbat Public a dcid de linsrer dans ledossier du dbat. Les lignes qui suivent, destines un trs large public, en sont lasynthse.Elle est complte par une seconde tude CESI portant sur lopportunit du point de vuelectrique, de raliser une telle liaison plutt que le renforcement des autres lignes existantau travers des Pyrnes. Ce complment a t command par le Prfet la suite delintervention de la Commission auprs de la Ministre Dlgue lIndustrie. Pour desraisons matrielles, il fait lobjet dun fascicule spar, joint au dossier, et annonclogiquement dans le prsent rapport au paragraphe 1.3.

    Lobjectif de ltude

    Ltude doit permettre lensemble des partenaires (lus, associations, milieuxprofessionnels, etc.) de comprendre les enjeux de linterconnexion des rseaux lectriquesentre la France et lEspagne dans ses aspects techniques, conomiques etenvironnementaux : elle ne prend pas pour point de dpart le projet de RTE mais laproblmatique densemble laquelle ce projet est cens rpondre.

    La cartographie pour entre en matire

    carte du cadre territorial page 4

    carte du cadre morphologique page 5

    carte du type doccupation du territoire : milieux humains page 6

    carte du type doccupation du territoire : milieux naturels et semi-naturels page 7

    carte du milieu naturel et paysage page 8

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    1. POURQUOI UNE NOUVELLE LIAISON

    TRS HAUTE TENSION ENTRE LA FRANCE

    ET LESPAGNE ?

    1.1. Le contexte lectrique

    volution du rle des interconnexions

    Les rseaux lectriques nationaux ou rgionaux taient lorigine grs en le, avec de trsrares exceptions (comme par exemple le rseau interconnect scandinave NORDEL). EnEurope partir des annes 1950 on a commenc interconnecter les rseaux pour enaccrotre les niveaux de fiabilit et de scurit. Des rglements coordonns de supportmutuel dans les rseaux interconnects furent adopts au sein de lUCTE (Union pour laCoordination du Transport de llectricit, cf. Glossaire page 45).

    partir des annes 1970, les infrastructures transfrontalires furent de plus en plusexploites pour profiter des diffrences de cots de production de lnergie entre les pays.

    Enfin, suite la libralisation des marchs nationaux de llectricit, les lignesdinterconnexion deviennent utiles pour promouvoir la cration de marchs rgionaux etcontinentaux. Leurs avantages sont reconnus dans le monde entier : partir des annes1990 une srie de projets bilatraux et multilatraux ont t lancs (par exemple, lepartenariat Euro-Mditerranen pour la cration dune aire mditerranenne de libre-change dici 2010).

    Conditions requises pour la gestion dun rseau en interconnexion

    Les transactions dnergie sont sujettes des limitations techniques et commerciales.Celles-ci entranent que les changes possibles travers les frontires sont nettementinfrieurs la capacit dchange thorique des infrastructures. Cest le cas dans les paysdu nord de lEurope. Dans les pays du sud et de lest mditerranen, les limitations sont liesaux contraintes techniques dues aux infrastructures.

    Les contraintes techniques sont lies aux facteurs suivants : Structures de transport :

    o Prise de charge non uniforme entre les lignes dinterconnexion (par exempledans linterconnexion entre lItalie, la France et la Suisse les conditions derseaux peuvent engendrer une prise de charge non uniforme entre leslignes)

    o Possibilit davoir des flux parallles ou des circulations dnergie (parexemple, lchange dnergie entre les pays de la seconde zone synchronede lUCTE donne souvent origine des flux parallles) ;

    o Les raisons de scurit dexploitation (par exemple, la mise en uvre decritres de scurit N-1 ou parfois N-2) ;

    Manque de structures de communication, protection et contrle.

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    changes dnergie entre la France et lEspagne

    Les changes dnergie entre la France et lEspagne sont encore modrs(approximativement 7TWh/an1). Ils devraient atteindre 9TWh/an en 2005 et 19TWh/an en2010 si une partie de lnergie ncessaire lEspagne est importe dAlgrie grce la ligneen projet entre ces deux pays.

    Les infrastructures actuelles reprsentent un goulet dtranglement qui empche une gestionoptimale du rseau interconnect, et tient lEspagne un taux dinterconnexion assez rduit(0.26) par rapport dautres pays (Allemagne 0.75 ; Suisse 2.56).

    Cela empche lintgration de la pninsule Ibrique dans le march continental dellectricit. La Commission europenne estime que le niveau dinterconnexion (cf. Glossairepage 45) devrait tre dau moins 10 % de la puissance installe dans chaque pays membreet que cet objectif devrait tre atteint en un temps raisonnable. LU.E. propose de passer de10 % 20 % le taux maximum de co-financement des projets prioritaires, dont lerenforcement des interconnexions entre France, Espagne et Portugal font partie.

    Lignes dinterconnexion entre la France et lEspagne

    La France et lEspagne sont actuellement interconnectes au travers de quatre lignes haute ou trs haute tension, comme dcrit dans le tableau ci-dessous.

    Limite dt(MVA)3

    Limite dhiver(MVA)

    Poste dedpart

    Postedarrive

    Tension(kV)2

    Longueur(km)

    Conditionsde rgime

    Conditionsdurgence

    Conditionsde rgime

    Conditionsdurgence

    Argia Hernani 400 50 1360 1530 1540 1700Argia Arkale 225 37 400 400 460 460

    Biescas Pragnres 225 48 280 340 280 340Baixas Vic 400 110 1450 1450 1610 1610

    Malgr la prsence de quatre lignes dinterconnexion, le NTC (Net Transfert Capacity, cf.Glossaire page 45) entre les pays est denviron 1100MW en t et 1400MW en hiver. Ceslimites ont t calcules en considrant le critre de scurit N-1 et N-2 en cas de doubleterne (cf. Glossaire page 45) sur le mme poteau. De plus, les marges de scurit tiennentcompte de la prsence dun PST (Phase Shifter Transformer) de 300 MVA install dans leposte de Pragnres. Ce PST est normalement gr avec un =0, mais peut dans le cas desurcharges arriver jusqu =50.

    1 TWh : TeraWattheure2 kV : kiloVolt3 MVA : Millions Volt Ampre

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    SAUCAT

    BAIXAS

    PRAGNERES

    HERNANI

    CANTEGRIT

    MARSILLON CAZARVERFEIL

    ISSEL

    LA GAUDIERE

    LANNEMEZANTARNOS

    MOUGUERRE

    ARGIA

    VIC

    ARKA

    BESCANOBIESCAS

    RUEYRES

    VERLHAGUET

    GODIN

    DONZACLESQUIVE

    CUBNEZ

    BRAUD

    MARQUIS

    FRANCE

    ESPAGNE

    BLAYAIS

    AMBES

    PELISSIER

    ST-VICTOR

    GOURJADE

    ALBI

    FIGUERES

    JUIA

    SENTMENAT

    STA COLOMA

    SALLENTE

    ISONA

    GRAUS

    PENALBA

    ARAGON

    PENAFLOR

    LASERNA

    ITXASO

    BARCINA

    ASCO

    VANDELLOS

    BEGUES

    RUBI

    SANTCELONI

    LA POBLADE SEGUR

    SABINANIGO

    VILLANUEVA

    MAGALLON

    MEQUINENZA

    MEDIANO

    Rseau RTE pris en compte dans la simulation de rseau

    LEGENDELigne 225 kV

    Ligne 400 kV

    Double terne

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    1.2. La vrification de la ncessit de construire une nouvelleliaison entre la France et lEspagne

    Une analyse statique du rseau franco-espagnol a t conduite afin de vrifier la possibilitdaugmenter la capacit nette dchange entre les deux pays en tenant compte descontraintes de fonctionnement de rseau, tant en conditions normales quen fonctionnementdurgence. Cette capacit devrait passer de 1100-1400MW (t hiver) 2800MW (valeurminimale garantie en chaque saison). On veut vrifier s'il est ncessaire pour atteindre cetobjectif de renforcer linterconnexion France-Espagne sur la directrice mditerranenne partir de Baixas (vers Bescan, Vic ou Figueres).

    Critres de scurit

    Les critres de scurit qui doivent tre pris en compte dans lvaluation duneinterconnexion internationale sont les suivants :

    pour les lignes de transport, la possibilit de dfaut dune ligne sans consquence surle fonctionnement des autres (le niveau de charge des autres lignes ne dpassantpas les capacits de transport dimensionnelles des lignes),

    le niveau de charge des composants des postes, les niveaux de tensions minimum et maximum admises dans les postes.

    Rsultats obtenus

    La simulation du comportement des rseaux franais et espagnol dans leur structure actuellea t effectue en tenant compte du scnario prvu pour lanne 2006 en situation de crtedhiver.

    Dans des conditions normales pour un transit de puissance transfrontalire de 2 800MW, on constate une lgre surcharge de la ligne 225 kV Pragnres-Biescas.

    Dans lhypothse de la mise hors tension accidentelle de la ligne 225 kV Argia-Arkale, une surcharge se dveloppe dans la ligne 225 kV Pragnres-Biescas.

    Dans lhypothse de la mise hors tension accidentelle de la ligne 225 kV Pragnres-Biescas, une surcharge se dveloppe dans la ligne 400kV Baixas-Vic.

    Dans lhypothse de la mise hors tension accidentelle de la ligne 400 kV Argia-Hernani, toutes les lignes se surchargent au-del des limites admissibles par lescritres de scurit tablis.

    Dans lhypothse de la mise hors tension accidentelle de la ligne Baixas-Vic, lasurcharge des lignes devient intolrable et on assisterait un effondrement durseau.

    En dautres termes, cette simulation montre quun accident intervenant sur lune des liaisonsse traduit dans les deux derniers cas par un transfert de charge sur les autres lignes tropimportant pour le bon fonctionnement du rseau.

    Tous les calculs de charge selon toutes les hypothses aboutissent donc lancessit absolue de construire une nouvelle ligne pour garantir le fonctionnementdes rseaux franais et espagnol suivant les critres de scurit imposs par lUCTE.

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    1.3. tude de la localisation de la nouvelle liaison danslensemble des Pyrnes au regard du fonctionnementlectrique du rseau

    Ltude de la localisation de la nouvelle liaison, au regard des seules considrationslectriques a t demande dbut janvier 2003, suite de lintervention du Prsident de laCommission Particulire du Dbat Public auprs de Mme la Ministre Dlgue lIndustrie.

    Les rsultats en seront connus avant louverture du dbat public mais ne peuvent, pour desquestions de dlais dimpression, tre intgrs la prsente synthse.

    Ils feront lobjet dun fascicule part venant complter le dossier du dbat.

    1.4. Lalimentation de la ligne TGV : quelles synergies avec laligne THT ?

    Le but de ce chapitre est de rpondre la question de savoir si la ligne lectrique THT estncessaire au fonctionnement de la ligne TGV. Ltude en a t faite de manire trscomplte. Elle est retrace in extenso dans le rapport, dont voici le rsum.

    Une nouvelle ligne ferroviaire grande vitesse est prvue entre les villes de Perpignan et deFigueres en Espagne. Cet ouvrage en phase avance de projet requiert une alimentationlectrique adquate. Dans certaines conditions, la puissance ncessaire pourrait treprleve partir de la ligne dinterconnexion, objet de ltude.

    Actuellement, la SNCF utilise le rseau national de transport dlectricit (RTE) pouralimenter les postes de traction lectrique. Lalimentation des catnaires des lignes TGV estobtenue par la transformation de la haute tension du rseau triphas RTE en une tension de25kV biphass. Le prlvement dune tension entre deux phases dun systme triphas peutengendrer des drangements sur le rseau qui peuvent savrer intolrables : cesdrangements sont appels taux de dsquilibre .

    Afin de comprendre linfluence de lalimentation de la ligne TGV sur le comportement desrseaux franais et espagnol, diffrents scnarios ont t tudis.

    Sur la structure du rseau :

    Structure n1 Situation de rseau actuelle : absence de la ligne dinterconnexion 400kV Baixas-Bescan,aucun renforcement des rseaux 400 kV ou 225 kV franais et espagnol.

    Structure n2Situation de rseau renforc tant du ct franais quespagnol : prsence de la ligne 400kVBaixas-Bescan et des lignes de renforcement prvues sur le rseau espagnol.

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    Sur la tension dalimentation du poste TGV :

    400 kV : la ligne TGV serait alimente au moyen dune seule transformation 400/25 kV 225 kV : la ligne TGV serait alimente au moyen de deux transformations, 400/225 kV et

    225/25 kV 90 kV : la ligne TGV serait alimente au moyen de deux transformations, 400/90 kV et

    90/25 kV 63 kV : ce cas nest pratiquement pas ralisable en raison des caractristiques du poste

    de Baixas

    Sur la configuration de poste :

    Alimentation de la ligne TGV au moyen de transformateurs 300 MVA et 600 MVA

    Pour chacun des scnarios, la puissance maximale (Pmax) prlevable en rgime permanenta t calcule en respectant les contraintes de dsquilibre maximum admissible. Ce calcula tenu compte de deux possibilits de gestion : lutilisation de transformateurs ddis (D) ounon (ND) lalimentation du TGV.

    Rsultats obtenus

    Cot Structure V Pmax (ND) Pmax (D)France (Baixas) 1 400 24 92France (Baixas) 2 400 26 125France (Baixas) 1 225 (300) 27 88France (Baixas) 2 225 (300) 28 120France (Baixas) 1 225 (600) 45 88France (Baixas) 2 225 (600) 49 120Espagne (Juia) 1 220 26 -Espagne (Juia) 2 220 48 -

    Ce tableau montre que :

    Cot franais, le rseau actuel a les caractristiques suffisantes pour alimenter laligne grande vitesse.

    Lutilisation de transformateurs ddis lalimentation du TGV est une mesure bienplus efficace que le renforcement de linterconnexion France-Espagne. Nanmoins, ilest vident...

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