Ligne à haute tension

Pour les articles homonymes, voir Haute tension.

La ligne à haute tension est le composant principal des grands réseaux de transport d'électricité.
Elle transporte l'énergie par l'intermédiaire de l'électricité de la centrale électrique au consommateur. Ces lignes sont aériennes, souterraines ou sous-marines, quoique les professionnels réservent plutôt ce terme aux liaisons aériennes.

Les lignes à haute tension aériennes sont composées de câbles conducteurs, généralement en alliage d'aluminium, suspendus à des supports, pylônes ou poteaux. Ces supports peuvent être faits de bois, d'acier, de béton, d'aluminium ou parfois en matière plastique renforcée.

Aujourd'hui, certaines lignes sont régulièrement exploitées à des tensions supérieures à 765 kV^[1]. De nouvelles lignes (dites « HVDC » pour « High Voltage Direct Current ») à « à courant continu haute tension » permettent de transporter le courant avec moins de pertes sur de plus grandes distances, éventuellement sous l'eau.

Lignes à haute tension.

Histoire

• Le 14 juillet 1729, la première transmission d'impulsions électriques sur une longue distance a été faite par le physicien Stephen Gray qui a utilisé des cordes de chanvre humide suspendus par des fils de soie (l'importance des conducteurs métalliques n'était pas appréciée à l'époque). Il voulait prouver la possibilité de transférer de l'électricité par ce moyen.
• La première déclinaison pratique en sera la télégraphie.
• En 1882, la première transmission à haute tension se fait entre Munich et Bad Brook.
• En 1891, le premier usage de courant alternatif triphasé sur lignes aériennes se fait à l'occasion du Salon international de l'électricité, à Francfort, entre Lauffen et Francfort^[2].
• En 1912, la première ligne à haute tension (110 kV) entre en service.
• En 1923, pour la première fois, c'est une tension de 220 kV qui est appliquée à la ligne.
• En 1957 la première ligne de 380 kV entre en service (entre une station de transformation et Rommerskirchen en Allemagne). Dans la même année, la ligne aérienne traversant le détroit de Messine a été mise en service en Italie.
• Dès 1967 en Russie, et aussi aux États-Unis et au Canada, des lignes à haute tension de 765 kV sont construites.
• En 1982, des lignes sont construites en Union soviétique, entre Elektrostal (près de Moscou) et la centrale électrique d'Ekibastouz (Kazakhstan) alimentées par un courant alternatif triphasé à 1 200 kV.
• En 2003, la construction de la plus grande ligne à haute tension a débuté en Chine (en:Yangtze River Crossing).
• En 2009 (le 6 janvier), la State Grid Corporation of China active sa première ligne à 1 000 kV^[3]. La tension maximale de service est égale à 1 100 kV.

L'Inde prévoit un fort développement de son réseau 800 kV, et vers 2013-2014, la mise en service d'un réseau 1 200 kV^[4].

Pourquoi utiliser la haute tension ?

Un pylône d'une ligne à 735 kV d'Hydro-Québec, reconnaissable à ses entretoises en X, qui séparent les quatre conducteurs par phase. Le réseau de transport québécois compte 11 422 km de lignes à 735 et 765 kV, qui acheminent l'électricité des centrales hydroélectriques nordiques vers les centres de consommation du sud.

Tout transfert d'énergie impose d'utiliser un système de liaisons associant une grandeur de flux et une grandeur d'effort. Pour le transfert d'énergie par l’électricité, la grandeur d'effort est la tension et la grandeur de flux est l’intensité du courant. La plus grande partie de l’énergie perdue lors de ce transfert dépend de la grandeur de flux, responsable des pertes liées au déplacement. Le choix d'utiliser des lignes à haute tension s'impose dès qu'il s'agit de transporter de l'énergie électrique sur des distances supérieures à quelques kilomètres. Le but est de réduire les chutes de tension en ligne, les pertes en ligne et, également, d'améliorer la stabilité des réseaux.

Les pertes en ligne sont principalement dues à l'effet Joule, qui ne dépend que de deux paramètres : la résistance et l'intensité du courant (P = R.I²). L'utilisation de la haute tension permet, à puissance transportée (P = U.I) équivalente, de diminuer le courant et donc les pertes. Par ailleurs, pour diminuer la résistance, aux fréquences industrielles, il n'y a que deux facteurs, la résistivité des matériaux utilisés pour fabriquer les câbles de transport, et la section de ces câbles. À matériau de fabrication et section équivalents, les pertes sont donc égales, en principe, pour les lignes aériennes et pour les lignes souterraines^[5].

Les lignes à haute tension font partie du domaine « haute tension B » qui comprend les valeurs supérieures à 50 kV en courant alternatif. L'expression « très haute tension » est parfois utilisée, mais n'a pas de définition officielle. Les tensions utilisées varient d'un pays à l'autre. Schématiquement, dans un pays, on trouvera des tensions de l'ordre de 63 kV à 90 kV pour de la distribution urbaine ou régionale, de l'ordre de 110 à 220 kV pour les échanges entre régions, et de l'ordre de 345 à 500 kV pour les principales interconnexions nationales et internationales. Dans certains pays, comme au Canada (province de Québec), on utilise aussi du 735 kV, et même des tensions plus élevées comme en Chine (1 100 kV), Inde (projet 1 200 kV), Japon (projet 1 100 kV) et dans l'ex-URSS où des essais de transport en « ultra haute tension » ont été effectués en 1 500 kV — mais ce type de tension ne se justifie que pour un transport sur une distance de l'ordre du millier de kilomètres, pour lequel un transport en courant continu peut être une solution intéressante.

La tableau suivant donne l'évolution de la tension des réseaux à courant alternatif depuis 1912, année de la mise en service de la première ligne de tension supérieure à 100 kV.

Ligne	Pays	Tension réseau (kV)	Année
Lauchhammer - Riesa	Allemagne	110	1912[6]
Braunweiler - Ludwigsbourg	Allemagne	220	1929
Boulder Dam - Los Angeles	États-Unis	287	1932
Harsprånget - Hallsberg	Suède	380	1952
Moscou - Volgograd	Russie	525	1960
Montréal - Manicouagan	Canada	735	1965
Broadford - Baker	États-Unis	765	1969
Ekibastouz - Kökchetaou	Kazakhstan	1150[7]	1985
Suvereto - Valdicciola	Italie	1050	1981-1995[8]
Minami - Niigata	Japon	1100[9]	1993
Jindongnan - Jingmen	Chine	1100	2009[10]

Classification

Tensions de fonctionnement

On peut classer les lignes électriques en fonction de leur tension de fonctionnement (prise entre deux de leurs trois conducteurs) :

• Basse tension - moins de 1000 volts, utilisée pour la connexion vers un immeuble d'habitation ou de petits clients commerciaux et de l'utilitaire.
• Moyenne tension - entre 1000 volts (1 kV) et 33 kV, utilisée pour la distribution dans les zones urbaines et rurales.
• Haute tension - entre 33 kV et 230 kV utilisée pour le transport de grandes quantités d'énergie électrique.
• Très haute tension - plus de 230 kV à 800 kV utilisée pour de longues distances, de très grandes quantités d'énergie électrique.
• Ultra haute tension - supérieure à 800 kV.

En 2009 en Europe, ces classes sont officiellement regroupées en : BT, HTA et HTB.

Lignes à courant continu

Les lignes à haute tension fonctionnent presque toutes en courant alternatif triphasé ; mais dans le cadre particulier de certaines traversées sous-marines ou de lignes enterrées, le transport se fait en courant continu (HVDC)^[11] pour des raisons d'économie, d'encombrement et de fiabilité. A titre d'exemple :

• La liaison France-Angleterre IFA 2000 se fait via deux paires de conducteurs dont la tension continue par rapport à la terre vaut respectivement +270 kV et -270 kV, soit une différence de potentiel entre les deux conducteurs de chaque paire égale à 540 kV ;
• à Grondines, 100 km au sud-ouest de Québec, la traversée du fleuve Saint-Laurent s’effectue au moyen de deux paires de câbles dont la tension continue par rapport à la terre est de plus ou moins 450 kV, soit une différence de potentiel entre les deux conducteurs de chaque paire égale à 900 kV.
• Le futur réseau DESERTEC (production massive d'énergie solaire dans la zone sahélienne) ne peut fonctionner qu'avec des lignes HVDC.

Lignes souterraines

À ce jour, les lignes souterraines (à courant continu ou alternatif), plus coûteuses à l'installation, sont utilisées dans quelques cas particuliers : transport sous-marin, franchissement de sites protégés, alimentation de grandes villes, de métropoles ou autres zones à forte densité de population. Elles sont plus souvent en basse et moyenne tension qu'en haute tension du fait des couts prohibitifs^[12].

L'isolation : elle s'est d'abord faite par papier imprégné d'huile minérale, puis par de nouvelles technologies qui ont également amélioré les capacités de lignes :

• isolation synthétique (LIS, XPLE),
• isolation gazeuse (LIG, CIG),
• supraconducteurs^[13].

Composants

Pylônes

Pylône français supportant deux lignes 230/400 (420) kV : trois paires de conducteurs et une paire de câbles de garde pour chaque ligne, avec chaînes d'isolation à 19 éléments.

Article détaillé : Pylône électrique.

Pour les lignes aériennes, des pylônes, généralement réalisés en treillis d'acier supportent et maintiennent les conducteurs à une distance suffisante du sol et des obstacles : ceci permet de garantir la sécurité et l'isolement par rapport à la terre, les câbles étant nus (non isolés) pour en limiter le poids et le coût. L'inconvénient est leur exposition aux intempéries (embruns salés, tempêtes, poids de la glace qui peut les endommager).

Conducteurs

Article détaillé : Câble électrique à haute tension.

Le courant électrique est transporté dans des conducteurs, généralement sous forme triphasée, avec au moins trois conducteurs par ligne. Pour une phase, on peut aussi trouver un faisceau de conducteurs (de deux à quatre) à la place d'un simple conducteur afin de limiter les pertes et d'augmenter la puissance pouvant transiter (voir plus bas).

Les conducteurs en cuivre sont de moins en moins utilisés. On utilise en général des conducteurs en alliage d'aluminium, ou en combinaison aluminium-acier pour les câbles plus anciens ; ce sont des conducteurs composés d'une âme centrale en acier sur laquelle sont tressés des brins d'aluminium. Les conducteurs sont nus, c'est-à-dire non revêtus d'un isolant.

Les conducteurs haute tension sont aériens ou souterrains (et parfois sous-marins). Les conducteurs aériens sont soumis à l'action des facteurs atmosphériques : température, vent, pluie, verglas etc. Ces facteurs interviennent de façon importante dans le choix des paramètres d'une ligne haute-tension : type de conducteur électrique (matériaux et géométrie), hauteur et distance des pylônes, tension mécanique maximum sur le conducteur afin de maintenir une garde au sol suffisante, etc. Le choix de ces paramètres a une grande influence sur les coûts de construction et d'entretien d'une ligne de transmission, ainsi que sur sa fiabilité et sur sa longévité. Toutes choses égales par ailleurs la position des conducteurs influe sur l'intensité et la disposition du champ électromagnétique.

Isolateurs

La fixation et l'isolation entre les conducteurs et les pylônes est assurée par des isolateurs, ils ont un un rôle à la fois mécanique et électrique. Ceux-ci sont réalisés en verre, en céramique, ou en matériau synthétique^[14]. Les isolateurs en verre ou céramique ont en général la forme d'un empilement d'assiettes. Il en existe deux types : les isolateurs rigides (assiettes collées) et les éléments de chaîne (assiettes emboîtées). Plus la tension de la ligne est élevée, plus le nombre d'assiettes est important. Les chaînes peuvent être simples (câbles légers en suspension), doubles droites (horizontales pour les câbles en amarrage et verticales pour les câbles lourds en suspension), doubles en V (câbles en suspension anti-balancement) voire triples (supportant plusieurs câbles).

Quelques exemples sur les lignes françaises.

type de ligne	230/400 (420) kV	130/225 (245) kV	52/90 (100) kV	36/63 (72,5) kV	12/20 (24) kV	230/400 V
appellation	400 kV	225 kV	90 kV	63 kV	20 kV	400 V
classification[15]	THT (HTB transport national)		HT (HTB transport régional)		MT (HTA distribution)	BT (consommation)
nombre d'isolateurs[16]	19	12 à 14	9	4 à 6	2 à 3	1
illustrations

Des lignes en technique 90 kV peuvent n'être exploitées qu'à 63 kV, c'est pourquoi on peut trouver 9 isolateurs sur les lignes 36/63 (72,5) kV.

Câbles de garde

Les câbles de garde ne transportent pas le courant. Ils sont situés au-dessus des conducteurs. Ils jouent un rôle de paratonnerre au-dessus de la ligne, en attirant les coups de foudre pour éviter une éventuelle surtension au niveau des conducteurs. Ils sont en général réalisés en almelec-acier. Au centre du câble de garde on place parfois un câble en fibre optique qui sert à la communication de l'exploitant. Si on décide d'installer la fibre optique sur un câble de garde déjà existant, on utilise alors un robot qui viendra enrouler en spirale la fibre optique autour du câble de garde.

Signalisation

Afin d'éviter les impacts d'aéronefs, les lignes sont signalées par des balises diurnes (boules) ou nocturnes (dispositifs lumineux), aux abords des aéroports et aérodromes la partie supérieure du fût du pylône est peinte en rouge et blanc. D'autres dispositifs sont utilisés pour la protection avifaune dans les zones sensibles (couloirs de migration en particulier), comme des spirales de couleurs qui outre l'aspect visuel sifflent sous l'effet du vent ou encore des silhouettes de rapaces placés en tête de pylône qui provoquent par réflexe une élévation du vol pour échapper au supposé prédateur. En France, le choix des techniques et des zones de pauses est réalisé de concert avec les organismes de protections des oiseaux et RTE ou ERDF^[17].

Modélisation électrique

Une ligne électrique parfaite peut être considérée comme un fil d'impédance nulle. Dans la pratique plusieurs phénomènes physiques entrent en jeu : pertes d'énergie par effet Joule, réponse fréquentielle, courants de fuite. Une étude à l'aide d'un modèle théorique simplifié permet de comprendre l'effet de divers paramètres sur le comportement de la ligne.

Le schéma ci-dessus représente un modèle sommaire mais simple d'emploi pour une phase d'une ligne pas trop longue : il constitue une approximation suffisante pour des longueurs de 200 à 300 km. Une ligne plus longue pourra être assimilée à une succession de cellules élémentaires de ce type, à la manière d'une ligne de transmission. Dans le cas d'un défaut à la terre, la coupure du défaut en ligne par un disjoncteur à haute tension donne naissance à la propagation d'ondes de tension entre le disjoncteur et le point de défaut. La fréquence d'oscillation de la tension en aval du disjoncteur est fonction de l'impédance d'onde de la ligne et de la longueur de la ligne en défaut. Si la ligne est ouverte à son extrémité elle peut être assimilée à une réactance capacitive.

Résistance de la ligne

La résistance d'un conducteur filiforme s'écrit :

$R=\rho \frac l s \,$

Afin de limiter les pertes par effet Joule, on souhaite que la résistance R soit la plus faible possible. La longueur $l \,$ de la ligne étant imposée, on ne peut jouer que sur la résistivité $\rho \,$ du matériau conducteur et sur sa section $s \,$.

Résistivité des matériaux utilisés pour les lignes

Le cuivre, dont la résistivité vaut 1,72 x 10^-8 Ω∙m, n’est pas utilisé car trop coûteux, mais aussi trop lourd pour les lignes aériennes. On lui préfère des ensembles aluminium-acier ou des alliages aluminium, magnésium et silicium dont la résistivité est de l’ordre de 3 x 10^-8 Ω∙m

Section des lignes

La section d’un conducteur aérien d'une ligne à haute tension est de l'ordre de 500 mm² : il n’est pas avantageux d’augmenter davantage la section des conducteurs.

En effet, à la fréquence de 50 Hz (et a fortiori à une fréquence de 60 Hz), il est avantageux d'utiliser deux conducteurs de 500 mm² en remplacement d'un de section 1000 mm² à cause de l'effet pelliculaire ou effet de peau.

Par ailleurs, sur des lignes de tension supérieure ou égale à 345 kV, il est nécessaire de prévoir au moins deux conducteurs par phase pour limiter les pertes par effet couronne.

Ordre de grandeur des résistances linéiques

Pour une ligne de section 500 mm² réalisée avec un matériau de résistivité 3 x 10^-8 Ω∙m, la résistance d’un conducteur aérien est de l’ordre de 6 x 10^-2 Ω/km. Cette valeur est donnée à titre indicatif car nous avons vu que la résistance dépendait fortement de la section.

Pour les lignes à haute tension, les valeurs des résistances linéiques sont comprises entre 0,01 Ω/km (ligne 735 kV d'Hydro-Québec) et 0,1 Ω/km. La norme américaine IEEE C37.06-1997 indique des valeurs allant de 0,012 Ω/km (800 kV) à 0,031 Ω/km (362 kV).

Réactance de la ligne

Les paramètres réactifs de la ligne dépendent peu de la tension et de la section mais, en revanche, ils sont très différents pour les lignes aériennes et pour les câbles posés ou enterrés.

Inductance de la ligne

• De 1 à 2 mH/km pour les lignes aériennes, soit des réactances comprises entre 0,3 et 0,7 Ω/km, donc nettement supérieures aux résistances linéiques.
• De 0,5 à 0,7 mH/km pour les câbles, soit des réactances comprises entre 0,06 et 0,25 Ω/km.

Capacité de la ligne

• Proche de 10 nF/km pour les lignes aériennes.
• De 30 à 800 nF/km pour les câbles.

Caractéristiques électriques

Puissances transportées

Des lignes à haute tension à Lund en Suède

Pertes de puissance

Malgré l'effort entrepris pour limiter la résistance, le transport de l'électricité engendre des pertes d’énergie importantes, principalement par effet Joule. À titre d'exemple, pour le réseau de transport d'électricité en France, ces pertes sont estimées en moyenne à 2,5 % de la consommation globale, soit 11,5 TWh par an (^[18]).

Pour ne pas subir de pertes importantes, on utilise donc deux techniques :

• augmenter le nombre de conducteurs : certaines lignes comportent pour chacune des phases jusqu’à quatre câbles distants de quelques centimètres ;
• diminuer l'intensité du courant en élevant la tension : pour une puissance transportée identique, si on augmente la tension, l'intensité du courant électrique diminue et les pertes dues au passage du courant dans le fil seront réduites selon le carré de l'intensité.
• Augmenter le cos-phi.
• Alterner les phases.

Toutefois, la tension servie aux particuliers doit rester inchangée (230 V en Europe ou 120 V en Amérique du Nord pour les installations domestiques) et dans le domaine de la basse tension afin de limiter les risques pour les utilisateurs. Il faut donc l'abaisser au plus près de ceux-ci. Comme on ne sait pas le faire de façon simple avec le courant continu (cf. HVDC), on a recours au courant alternatif (de fréquence 50 Hz en France ou 60 Hz au Québec et Amérique du Nord) et à des transformateurs.

Il faut également prendre en compte le risque d'arc électrique entre deux conducteurs. Ce risque est d'autant plus important que la tension est élevée. Cela impose des contraintes d'isolement plus fortes et nécessite notamment :

• pour les lignes aériennes, d'écarter suffisamment les conducteurs, (typiquement 1 cm/kV), ce qui a pour conséquence d'augmenter proportionnellement la dimension des matériels associés (isolateurs, pylônes…) ;
• pour les câbles (enterrés ou non), d'augmenter les épaisseurs d'isolants, d'ajouter des écrans de masse, voire de recourir à des technologies différentes (par exemple câbles à isolation gazeuse).

Intensité du courant

L'intensité maximale du courant transportable dans une ligne est liée à la résistance de ses conducteurs, et donc à leur section et à la résistivité des matériaux les constituant.

Un courant circulant dans les conducteurs va créer des pertes, et donc une élévation de température. Un équilibre thermique va s'établir entre les pertes dans le conducteur, et l'énergie transmise par le conducteur à son milieu ambiant (l'air) par convection et rayonnement. Les gestionnaires du réseau devront limiter le courant et donc la température du conducteur à un niveau acceptable : la déformation due à la chaleur doit respecter la limite d'élasticité des cables, et la flèche de la ligne (son point bas par rapport au sol) doit rester suffisamment éloignée du sol pour ne pas mettre en danger les biens et personnes à proximité. La température limite admissible d'un conducteur aluminium est de l'ordre de 100 °C. A partir de là, le concepteur de la ligne définira en fonction de la température ambiante l'intensité maximale admissible. Des surcharges temporaires sont admissibles lorsque la température ambiante est suffisamment inférieure à la valeur maximale prise pour le dimensionnement.

Cependant le choix des sections de lignes doit se faire en fonction des courants maximaux à transporter, mais aussi en fonction de critères technico-économiques. Le choix d'une section plus importante entrainera une dépense plus importante, mais permettra de réduire les pertes. On peut même envisager de réaliser deux lignes transportant la moitié du courant, car les pertes de chaque ligne sont divisées par 4 — donc le total des pertes est divisé par 2. L’économie réalisée permet d’amortir la réalisation de la deuxième ligne. De plus, on conserve la possibilité de doubler l’intensité du courant en cas de besoin (opérations de maintenance, pannes sur l’autre ligne, …).

La densité du courant dans les lignes aériennes haute tension est d’environ 0,7 – 0,8 A/mm².

Chutes de tension

La problématique des chutes de tension sur une ligne à haute tension peut se résumer ainsi : la tension étant fixe à une extrémité de la ligne, comment maintenir en bout de ligne une tension aussi constante que possible, et ceci quel que soit le courant traversant la ligne. Si le problème des chutes de tension existe aussi bien en basse tension, il peut être crucial sur les lignes à haute tension du fait de leur longueur. On verra également plus bas qu'à vide (en l'absence de courant), un phénomène paradoxal se produit sur les lignes à haute tension : la tension en extrémité de ligne est plus élevée qu'en entrée !

À vide

Si l'on considère le modèle en π lorsque le courant de sortie est nul, on remarque que le condensateur de sortie est alors en série (c'est-à-dire traversé par exactement la même intensité) avec la résistance et l'inductance de ligne.

On peut écrire : $\frac{ \underline U_e}{ \underline Z_L + \underline Z_R + \underline Z_C} =\frac{ \underline U_s}{ \underline Z_C} \,$, soit : $\underline U_e = \underline U_s + \frac{ \underline Z_L + \underline Z_R }{ \underline Z_C} \cdot \underline U_s \,$

d'où l'on tire : $\frac{ \underline U_e - \underline U_s}{\underline U_s} =\underline Y_C \underline Z_C = RC\omega - jLC\omega^2 \,$

Pour une ligne aérienne, nous avons vu que $R < L\omega \,$, donc le deuxième terme est prédominant, ce qui conduit à une tension de sortie supérieure de quelques pour cent à la tension d'entrée. Ce phénomène est appelé effet Ferranti.

En charge

La f.é.m d'un alternateur est constante et égale à la somme vectorielle de la résistance interne fois le courant qui la traverse plus l'impédance interne fois le même courant plus la somme (résistance et impédance) de la ligne fois le courant plus la tension au bornes de la charge qui est en parallèle avec la capacité de la ligne.

Puisque la ligne en charge présente un aspect inductif, alors la formule sera:

$U_e = (r + jl\omega). I + (R + jL\omega). I + U_s \,$, soit : $U_e = (r + R). I + j( l\omega + L\omega). I + U_s \,$

Si l'intensité appelée I augmente les deux termes $(r+R).I \,$et $j(l\omega +L\omega).I \,$augmentent donc $U_S \,$ diminue à l’extrémité de la ligne. Pour y remédier, il y a deux possibilités : soit demander aux groupes de fournir plus de réactif soit insérer les batteries de condensateurs dans le réseau ou bien les deux solutions à la fois. L'ajout de la batterie de condensateur diminue le vecteur jlw inductif puisqu'elle impose un vecteur capacitif -j/cw opposé au vecteur inductif ce qui augmente le vecteur Us.

Controverses sanitaires et environnementales

Danger intrinsèque d'électrisations/électrocutions

Les lignes à haute tension sont des dispositifs industriels dangereux. Le contact direct (avec toucher) ou indirect (distance d'ionisation ou d'amorçage) des conducteurs sous tension présente un risque élevé d'électrocution^[19]. Un des objectifs de la conception aérienne des lignes à haute tension est de maintenir un dégagement proportionné entre les conducteurs et le sol afin d'empêcher tout contact avec la ligne. Cela dépend en grande partie de la tension présente dans la ligne.

Courant électrique parasite impliquant les lignes

Les lignes haute tension peuvent être responsable, par effet d'induction électromagnétique, de courants électriques parasites qui se propagent dans les parties métalliques à proximité de la ligne. Ce courant électrique de faible intensité peut alors provoquer de petites décharges électriques lors du contact.

Si ces courants parasites ne sont pas un danger pour l'homme, ils peuvent créer du stress auprès des élevages qui sont en contact fréquent avec le métal (abreuvoir, enclos...). Pour les agriculteurs, différentes solutions autour de la mise à la terre des parties métalliques existent^[20].

Controverse de danger pour la santé des champs électromagnétiques des lignes

Les lignes à haute tension sont suspectées d'effets néfastes sur l'organisme humain, en particulier à cause des champs magnétiques qu'elles émettent. Les résultats des études épidémiologiques sont contrastés.

S'appuyant sur plusieurs études épidémiologiques portant sur des groupes d’enfants exposés à proximité de lignes à haute tension et mettant en évidence un risque accru de leucémie, le centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé les champs électromagnétiques « basse fréquence » comme possiblement cancérogènes pour l’homme (catégorie 2B)^[21].

Le sujet reste malgré tout très débattu et si « les études consacrées à l'effet possible des rayonnements à basse fréquence sur la leucémie infantile se comptent par centaine », « la relation causale entre les deux reste très incertaine : elle n'est ni exclue, ni prouvée, au sens scientifique du terme »^[22]. L'enfouissement des lignes à haute tension n'est pas forcément la solution miracle à ce problème. Le champ magnétique à l'aplomb d'un câble haute tension enterré peut parfois être supérieur à celui d'une ligne aérienne de même tension.

Néanmoins des associations tel que le Criirem considère qu'il y a un sur-risque de cancer et de maladies graves chez l'adulte en cas d'exposition résidentielle aux champs des lignes à haute tension (en particulier pour les leucémies et tumeurs cérébrales), un avis se fondant en particulier sur leur enquête réalisé pour l'association Stop-THT^[23].

Pour sa part, dans un rapport de 2010, l’AFSSET juge que "L’enquête réalisée par le Criirem souffre d’un nombre important de biais (mauvaises conception et gestion du questionnaire, populations étudiées mal définies, mesures des expositions non pertinentes, etc.) qui ne permettent pas d’interpréter et de valider scientifiquement ses résultats." ^[24]

Étude épidémiologique Draper sur la leucémie de l'enfant (2005)

Le British Medical Journal du 4 juin 2005^[25] publie une étude montrant un risque relatif limité mais réel de leucémie infantile pour les enfants résidant à proximité (de 0 à 600 mètres) d'une ligne à haute tension. Aucune augmentation du risque relatif n'était mise en évidence pour les autres tumeurs (tumeurs cérébrales par exemple avec un risque relatif inférieur à 1, ce qui n'indique évidemment pas un effet protecteur). Cette étude, réalisée par un chercheur de l'université d'Oxford, précise que tout biais social a été écarté (le risque de leucémie serait plus élevé dans les familles les plus aisées). Cependant, comme pour toutes les études cas-témoins rétrospectives les risques de biais sont nombreux et difficiles à contrôler: par exemple seulement la moitié des cas de leucémies n'avaient pas déménagé entre la naissance et le diagnostic. Aucune explication rationnelle n'a été trouvée pour expliquer ce sur-risque. En particulier on n'a pas encore su définir avec exactitude si cela est dû aux champs magnétiques ou à d'autres causes.

A la sortie de l'étude Draper et en réponse à 60 millions de consommateur, l’AFSSET indique d'ailleurs que "Les auteurs restent très prudents quant à l’interprétation de leurs résultats, reconnaissant l’incertitude et l’absence d’explication satisfaisante reliant les résultats constatés à l’exposition aux champs magnétiques des lignes à haute tension. Ils admettent l’hypothèse que le résultat pourrait être dû au hasard ou à un facteur de confusion."^[26]

Études en laboratoire sur animaux

Certaines études en laboratoire sur animaux ont montré que l'exposition aux champs électriques et magnétiques peuvent être associées à l'augmentation d'incidence de certains cancers (mais pas les leucémies)^[27]. Les études ne montrant aucune association sont plus nombreuses. Mais les niveaux de champs nécessaires à l'apparition des phénomènes néfastes sont sans commune mesure avec ceux mesurés à proximité des lignes à haute tension. En France, le Centre international de recherche sur le cancer de Lyon classe cependant les champs magnétiques de très basse fréquence produits par les lignes à haute tension dans le groupe 2B des agents potentiellement cancérigènes, mais uniquement pour le cas particulier des leucémies de l'enfant.

Synthèse de l'OMS (2007)

En juin 2007, l'Organisation mondiale de la santé a publié une monographie examinant la littérature scientifique sur les effets des champs électriques et magnétiques sur la santé^[28]. Après examen des preuves scientifiques, la monographie n'a pas identifié de pathologies qui pourraient raisonnablement être attribuées à l'exposition à des niveaux typiques de champs magnétiques ou électriques trouvés en milieu domestique ou sur un lieu de travail. Néanmoins la classification 2B du Centre international de recherche sur le cancer (potentiellement cancérigène) est maintenue pour les champs magnétiques, sur la base de liens statistiques non expliqués dans certaines études entre les leucémies de l'enfant et l'exposition à des champs magnétiques en milieu résidentiel. La preuve d'une liaison de cause à effet entre les deux est considérée comme « limitée », et les bénéfices d'une réduction des champs sur la santé sont déclarés comme « douteux »^[29].

Avis de l'AFSSET (2010)

L’AFSSET a rendu un "avis sur les effets sanitaires des champs électromagnétiques d’extrêmement basses fréquences", il confirme que "Les experts de l’Afsset partagent les conclusions du consensus international (OMS, 2007) qui considère que les preuves scientifiques d’un possible effet sanitaire à long terme sont insuffisantes pour justifier une modification des valeurs limites d’exposition actuelles"^[30] et rappelle qu’"aucune étude biologique n’a démontré un mécanisme d’action explicitant la survenue de ces leucémies" ^[30].

Cependant, l’AFSSET recommande "de ne pas installer ou aménager de nouveaux établissements accueillant des enfants (écoles, crèches…) à proximité immédiate des lignes à très haute tension, et de ne pas implanter de nouvelles lignes au-dessus de tels établissements"^[30].

Cette dernière recommandation présente dans l'avis (9p^[31]) n’apparaissent pas dans les recommandations du rapport scientifiques joint à l’avis de l'AFSSET (170p^[32]).

Une partie des scientifiques ayant rédigé le rapport se plaigne d'ailleurs de l'AFSSET dans une lettre adressé aux ministres de la santé et de l'écologie^[33]. L'AFSSET ayant selon eux donné un avis « faisant fi des experts, auxquels l’Afsset demande compétence et transparence ; c’est manifestement un amateur qui a rédigé l’avis et préconisé sans concertation aucune et contre toute justification scientifique, la création "d’une zone d’exclusion" de 100 m. ».

Avis de l'OPESCT (2010)

L’OPECST qui est composé de 18 députés et 18 sénateurs ont rendu leur propre avis en mai 2010^[34]. L'OPECST est en accord, avec l'OMS et l'AFFSET sur le fait que « les normes internationales de protection de la population (limite de 100uT à 50 Hz) et des travailleurs sont efficaces pour protéger la population des effets à court terme liées aux expositions aigües. Il n'est donc pas nécessaire de les modifier. »^[35]

Cependant, sur le cas des leucémies infantiles et de la recommandation de l'AFSSET sur une zone d'exclusion de 100m, l'OPECST rappelle que dans le principe de précaution, comme le demande l’OMS, il faut "trouver des solutions à très bas coût compte tenu de l’incertitude scientifique", soulignant que la création d’une zone d’exclusion a « un coût élevé » et une « efficacité limitée »^[36].

Ainsi, l'OPECST propose plutôt de ne pas implanter de nouvelles constructions conduisant à une exposition des enfants à plus de 0,4 µT en moyenne. Certains doute de la pertinence de cette limite du fait que tous les enfants peuvent être concernés, puisqu'il existe de nombreuses sources de champ électromagnétique 50Hz et que par exemple en 1 heure par jour dans un tramway, un enfant dépasserait de 5 fois cette valeur de 0,4 µT en moyenne (50µT^[37]/ 24H = 2,1µT) ^[38]

Lignes haute tension et nuisances environnementales

Les lignes haute tension posent souvent de difficiles problèmes d'intégration paysagère et écopaysagère (cf. mortalité d'oiseaux par collision avec la ligne quand elles sont placées sur des corridors de migration aviaire).

Un pylône de type muguet, un modèle moins massif et destiné à mieux s'intégrer à l'environnement urbain.

Les lignes dites à très haute tension, 225 ou 400 kV, sont vivement critiquées par les associations de protection de l'environnement et dans les médias, en raison de :

• l'impact sur les paysages et la création de tranchées de déboisement ;
• l'impact sur le tourisme, l’habitat, les nuisances sonores (grésillement continu par temps humide),
• les conséquences (collisions, électrocution) sur l’avifaune en migration, avec une mortalité très variable, localement faible à jusqu'à 4 300 victimes/km/an sur des zones de migration^[39],[40] (Un programme Life^[41] a cependant montré - en Espagne - qu'en enterrant une vingtaine de km des 325 km du réseau, et en améliorant la signalisation des câbles et superstructures pour les oiseaux le taux de collision avec ces derniers pouvait être diminué de plus de 90 %, dans une ZPS où la collision avec ces lignes était l'une des principales cause de mortalité non naturelle d'espèces protégées en Aragon^[42]);
• les aspects sanitaires évoqués ci-dessus.

Les associations écologistes demandent de :

• suspendre l’ensemble des projets d’extension de lignes THT ;
• enfouir les lignes THT existantes ;
• mener des études épidémiologiques à proximité des lignes THT ;
• réduire les besoins électriques.

Les obstacles à l'enfouissement des lignes peuvent être soit techniques, soit économiques : une ligne 400 kV enterrée coûte environ dix fois le prix d'une ligne aérienne^[43]. Mais cette évaluation approximative ne tient pas compte d'éventuelles économies d’échelle obtenues qui pourraient être possibles grâce à la généralisation des techniques d’enfouissement. Enfin, les lignes aériennes sont extrêmement vulnérables en cas de tempête : en France, la tempête de 1999 a entraîné un surcoût de 30 % rien que pour la mise aux normes des lignes THT afin qu’elles résistent à des vents violents de 170 km/h. Au Canada, les tempêtes de verglas peuvent aussi endommager les lignes, comme celle survenue en janvier 1998 dans l'Est de l'Amérique du Nord qui a détruit 120 000 km de lignes électriques de toutes tensions^{[réf. nécessaire]}. Le surcoût théorique, notamment mis en exergue par l'opérateur du réseau français RTE occulte les bénéfices attendus d’un enfouissement tout en faisant implicitement abstraction des externalités négatives, à savoir l’impact sur le paysage, le tourisme, l’habitat naturel, les nuisances sonores, ainsi que les conséquences sur l’avifaune. En Allemagne, une loi impose d'enfouir les lignes qui doivent traverser la forêt de Thuringe et la Basse-Saxe, imposant un surcoût de 70 millions d'€ (soit 80 centimes d'€ par foyer, à comparer aux 20 milliards d'€ par an prévus pour doper le développement du réseau)^[44].

Le maire de Villechien a tenté sans succès d'interdire ces lignes en raison du risque électromagnétique qu'elles présentaient selon lui, s'appuyant pour se faire sur ses pouvoirs de police et invoquant le principe de précaution; le tribunal administratif de Caen l'a contredit en décembre 2008^[45].

Études d'impact : saisine de l'Autorité environnementale

L'Autorité environnementale (AE), créée en France par un décret du 29 avril 2009, donne des avis, rendus publics, sur les évaluations des impacts des grands projets et programmes sur l’environnement et sur les mesures de gestion visant à éviter, atténuer ou compenser ces impacts notamment lors d'une création d’une ligne à haute tension.

Notes et références

1. ↑ Michel Aguet, Michel Ianoz (Jacques Neirynck, dir.), Traité d'électricité , vol. XXII, Haute tension, École polytechnique fédérale de Lausanne, éd. Presses polytechniques et universitaires romandes, 1990 425 p. (ISBN 2880744822 et 9782880744823), p. 23, [lire en ligne sur books.google.fr (page consultée le 13 juin 2009)]
2. ↑ « Une brève histoire de l'électrotechnique », sur le site clubeea.org
3. ↑ (en) « Chinese electricity transmission reaches ultra-high levels », sur iec.ch
4. ↑ (en)Power Grid Corporation of India Limited, site web powergridindia.com
5. ↑ « Nouvelles formes d'énergie – suite/Énergie solaire, puis électrique, et après ? »
6. ↑ (de) [PDF] « Entwicklung der Übertragungsspannungen » (Bild 1.10), sur esw.e-technik.uni-dortmund.de
7. ↑ Exploitation à tension réduite seulement
8. ↑ Des études et essais ont été effectués de 1981 à 1986, la station pilote a été achevée en 1994 et mise sous sa pleine tension en avril 1995. La ligne de 3 km a été mise sous tension pendant un total cumulé de 14 300 heures, mais il n'y a pas eu d'exploitation sous cette tension par la suite. Voir (en) [1] et E.Colombo et al, Open aspects and possible alternative technologies following the UHV 1000 kV Italian experience, 2007, IEC-CIGRÉ International Symposium on International Standards for UHV, Beijing, 2007
9. ↑ Exploitation à 550 kV seulement
10. ↑ Essais sur un tronçon en 2008, exploitation prévue en 2009
11. ↑ Groupe d’information sur les éoliennes
12. ↑ (fr)Assemblée nationale - Rapport n°3477 sur l'enfouissement des lignes électriques, le 19 décembre 2001
13. ↑ (fr)Assemblée nationale - Rapport n°3477 sur l'enfouissement des lignes électriques, le 19 décembre 2001
14. ↑ ETL437 - Chapitre 6
15. ↑ http://www.edf.com/html/panorama/transport/info_pylones.html
16. ↑ http://www.rte-france.com/uploads/media/pdf_zip/nos-activit-s/chemins_electricite_vf.pdf
17. ↑ Oiseaux et lignes électriques: halte à l'hécatombe 16 octobre 2009
18. ↑ Source RTE : http://clients.rte-france.com/lang/fr/clients_producteurs/vie/vie_perte_RPT.jsp
19. ↑ Electrisations - Electrocutions
20. ↑ Jeunes Agriculteurs: Courants électriques parasites, A surveiller... sans s’alarmer !
21. ↑ INRS - Fiche ED4210 - Les lignes à haute tension et les transformateurs - Mars 2008
22. ↑ Pierre Zweiacker, Vivre dans les champs électromagnétiques, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, coll. « focus science », 2009, p. 86.
23. ↑ Résultat de l’enquête citoyenne : "Vivre avec une ligne THT ?"
24. ↑ Voir page 60 du rapport de l’AFSSET (PDF)
25. ↑ (en) Draper G, Vincent T, Kroll ME, Swanson J. « Childhood cancer in relation to distance from high voltage power lines in England and Wales: case-control study ». British Medical Journal 2005;330: 1290-2. (4 June.) [lire en ligne]
26. ↑ Champs magnétiques : réponse de l'Afsse au Numéro hors-série de 60 Millions de Consommateurs (oct. 2005) consacré à l'environnement (PDF de la réponse intégrale)
27. ↑ « Quelle est la relation entre les lignes à haute tension et le cancer ? » sur le site du Belgian BioElectroMagnetic Group
28. ↑ (en) « Extremely Low Frequency Fields », Environmental Health Criteria Monograph n° 238, 2007.
29. ↑ Citée dans la revue Electra du Conseil international des grands réseaux électriques, n° 24, décembre 2008, p. 16-17.
30. ↑ ^{a, b et c} Expertise de l’Afsset sur les effets sanitaires des champs électromagnétiques d’extrêmement basses fréquences (avril 2010)
31. ↑ AVIS de l'Afsset (PDF 1,4 Mo)
32. ↑ RAPPORT de l´Afsset (PDF 3,4 Mo)
33. ↑ Ondes électromagnétiques : à quoi bon réunir des experts pour s’affranchir de leur avis ?
34. ↑ Sénat/Rapport: Les effets sur la santé et l'environnement des champs électromagnétiques produits par les lignes à haute et très haute tensionL
35. ↑ Sénat : Les effets sur la santé et l'environnement des champs électromagnétiques produits par les lignes à haute et très haute tension
36. ↑ Lignes haute tension : les parlementaires contre la zone d'exclusion de 100 m
37. ↑ OMS: Que sont les champs électromagnétiques ?
38. ↑ Lignes haute tension : La santé de nos enfants en danger ?
39. ↑ Lacombe Florian, Les études d'impact sur les lignes électriques à haute et très haute tension, mémoire de DESS, LILLE III, 58 Pages, en ligne
40. ↑ Voir par exemple le graphique de la mortalité saisonnière par collision avec les oiseaux, sur une ligne électrique danoise située près d'un cours d'eau (page 43 de l'étude d'impact du pont de Øresundsbron « Construction of a fixed link across Fehmarnbelt : Preliminary risk assessment on birds », étude commandée par le ministère danois des transports et de l'énergie, et ministère allemand fédéral des transports, de la construction et du logement ; avec le "National Environmental Research Institute, Ministry ot the Environment, Denmark ; (Institut für Vogelforschung Vogelwarte Helgoland, Inselstation (télécharger); )
41. ↑ Adaptation of the electric power lines in the SPA of Aragón (consulté 2010 03 17)
42. ↑ Brève, conseil de l'Europe (consulté 2010 03 17)
43. ↑ [PDF] Rapport du cabinet Energie Consulting
44. ↑ Enerpresse n° 9597, 18 juin 2008, p. 2.
45. ↑ « Limites du pouvoir de police du maire face à une police spéciale », Jugement rendu par Tribunal administratif de Caen, 23 décembre 2008, n° 08-1111, AJDA 2009 p.655

Voir aussi

Constructions similaires

• Antenne radioélectrique (Certaines antennes pour les basses fréquences sont les mêmes que les lignes à haute tension)
• Caténaire
• Troisième rail

Articles connexes

• Électricité
• Tension
• Réseau électrique
• Électrocution
• Balisor

Bibliographie

• Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, (ISBN 007020974X)
• William D. Stevenson, Jr. Elements of Power System Analysis Third Edition,McGraw-Hill, New York (1975), (ISBN 0070612854)
• Assemblée nationale - Rapport n°3477 sur l'apport de nouvelles technologies dans l'enfouissement des lignes électriques à haute et très haute tension, le 19 décembre 2001

Liens externes

• Article sur les risques des lignes à haute tension
• Cancer et radiofréquences (CyberSciences)
• (en) Eco-balance of a Solar Electricity Transmission from North Africa to Europe, Nadine May Thesis, 17 Août 2005