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New York teste le premier câble supraconducteur.
La société française Nexans va poser sur l'île de Long Island les premiers 600 mètres d'un câble capable de transporter du courant sans résistance.


Voilà des années que les physiciens et les électriciens en rêvent : transporter du courant sans perte, sans échauffement et sans rayonnement électromagnétique parasite. Cet idéal est en passe de devenir réalité grâce à de nouveaux câbles dits supraconducteurs. La société française Nexans en termine la fabrication dans ses usines allemande et norvégienne avant de tirer une première ligne près de New York, sur l'île de Long Island, dans le courant de l'été : 138 000 volts transportés sur 600 mètres, une première mondiale. Le nouveau câble utilise un matériau dit supraconducteur car il n'offre pas de résistance électrique : il n'y a plus d'échauffement dans le fil par effet Joule ( proportionnel à la résistance et au carré de l'intensité ) et, en théorie, plus de perte d'énergie non plus. Les électrons circulent librement à l'intérieur.


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En ce qui concerne le projet Nexans de Long Island, la société Air Liquide, leader mondial du domaine, fournira l'azote. Au final, le câble électrique supraconducteur qui sera bientôt déroulé a peu à voir avec un simple fil de cuivre ! Il ressemble plus à une sorte de sandwich cylindrique ( voir la photo ) . A l'extérieur, telle une longue bouteille Thermos, une enveloppe métallique flexible isole l'extérieur chaud de l'intérieur très froid. Contre cette paroi étanche, l'azote liquide circule et baigne un mince ruban supraconducteur enroulé en légère spirale. Fabriqué par American Superconductor, il consiste en filaments d'un oxyde de cuivre contenant du bismuth et du strontium réunis dans une matrice d'argent : sa section n'atteint qu'un millimètre carré. Enfin, un coeur de cuivre assure la rigidité et transporte le courant en cas de souci ( élévation incontrôlée de la température faisant perdre ses propriétés au ruban supraconducteur, par exemple ). Ajoutons, enfin, une petite astuce, reposant sur la propriété qu'ont les matériaux supraconducteurs d' « expulser » les champs magnétiques ( c'est ce qui permet, par exemple, de faire léviter des objets au-dessus d'un aimant ). Une seconde gaine supraconductrice entoure la première, et constitue un écran électromagnétique qui évite tout rayonnement à l'extérieur du câble, contrairement à ce qui se passe avec le cuivre.

« Détail » technique dû à cette superposition de deux rubans supraconducteurs enroulés en spirale : avec les trois phases ( plus, moins, neutre ), il faut plus de 100 kilomètres de supraconducteur pour 600 mètres de câble !

Le projet mené par Nexans et la Long Island Power Authority ( Lipa ) n'est pas tout à fait le premier. En 2001, à Copenhague, la société allemande NKT a raccordé au réseau un câble de 30 mètres transportant 30 000 volts. L'an dernier, aux Etats-Unis, deux câbles ont été déployés. Un de 300 mètres et 14 000 volts à Colombus ( Ohio ) par les entreprises américaines NKT et Southwire. L'autre de 350 mètres et 34 500 volts à Albany ( Etat de New York ) par la société japonaise Sumitomo. Différence : le projet de Long Island est le plus long, mais surtout celui qui fonctionne avec le plus haut voltage. Et c'est le point qui intéresse le plus les opérateurs. Pour simplifier, on peut comparer la performance de la technologie française à celle d'un fournisseur d'eau qui augmenterait son débit sans changer la taille de ses canalisations. La supraconductivité du câble Nexans permet de faire passer beaucoup plus de courant à tension équivalente. Les câbles sont trois à cinq fois plus puissants qu'un câble classique. Dans le cas du projet américain, les 138 000 volts du modèle supraconducteur équivalent à un câble en cuivre de 350 000 volts. Autre avantage : les pertes de courant passent de quelque 2 % ( dans le réseau français, par exemple, mais dans certains pays cela peut atteindre le double ) à 0, 05 % selon l'estimation de Nexans qui tient compte des écarts entre théorie et pratique. Et enfin, ces nouveaux câbles demandent moins d'investissements en génie civil. Comme il n'y a pas d'échauffement, la tranchée à creuser lors de la pose n'a pas besoin d'être très profonde pour des raisons de sécurité. Comme il n'y a pas de rayonnement électromagnétique, les trois phases peuvent également être très proches, et plusieurs câbles peuvent être placés près l'un de l'autre sans se perturber. Finalement, même si le câble proprement dit est plus cher qu'un câble classique, le coût global peut être moindre. Et l'euphorie pourrait redoubler, grâce à une chute des coûts de fabrication.
Les fabricants de supraconducteurs disposent déjà d'une seconde génération de matériaux, souvent à base d'un oxyde de cuivre contenant de l'yttrium électriquement plus performant. Leur coût de fabrication serait « divisé par 4 par ampère et par mètre » , prédit Jean-Maxime Saugrain, directeur de l'activité supraconducteur de Nexans. Son entreprise est d'ailleurs associée dans un projet européen pour la réalisation d'un câble de 30 mètres supportant 10 000 volts avec ces nouveaux composés. Pour les experts de Nexans, le marché devrait donc augmenter. D'une part, beaucoup de lignes électriques arrivent en fin de vie. Ce n'est pas un hasard si les Etats-Unis sont les premiers à tester en grandeur réelle ces dispositifs. L'identification de zones urbaines congestionnées et les pannes électriques de ces dernières années sont passées par là. D'autre part, les besoins ne cessent de croître, dans les pays en rapide développement notamment, comme la Chine. Partout, la supraconductivité permet d'augmenter la fourniture d'électricité malgré des réseaux engorgés : « Le développement de la technologie débutera par des niches aux Etats-Unis et en Europe. Mais en apportant de la valeur ajoutée au réseau , elle devrait se déployer » , résume Pierre Kayoun, vice-président chargé du marché des infrastructures chez Nexans. Un siècle après leur découverte, les supraconducteurs sortent des labos.

Nexans : nouveau câble supraconducteur fonctionnant à 200 kV.


(CercleFinance.com)

Nexans annonce avoir développé un câble supraconducteur fonctionnant à 200 kV, système considéré par le groupe comme le plus efficace pour le transport de plusieurs gigawatts d'énergie.

Le groupe explique avoir réalisé avec succès le test du premier système supraconducteur haute température au monde pour le transport de courant continu à une tension de 200 kV.

'Ce résultat constitue une étape majeure dans la démonstration de la capacité des câbles supraconducteurs HT souterrains à transporter les gigawatts nécessaires aux projets de super-réseaux tels que la plateforme d'échange d'énergie renouvelable de Tres Amigas aux Etats-Unis', explique Nexans.

Les tests ont été menés dans le laboratoire haute tension de Nexans à Hanovre en Allemagne.

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Les tests ont été menés dans le laboratoire haute tension de Nexans à Hanovre en Allemagne. Un câble supraconducteur prototype, connecté à une extrémité, a fait l'objet d'une série de tests en accord avec les recommandations du CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Électriques). Une tension de 360 kV, soit 1,8 fois la tension de fonctionnement, a été appliquée pendant plusieurs heures. Le système, maintenu à la tension nominale de 200 kV, a également été soumis avec succès à des surtensions simulant celles se produisant en cas d'impact de foudre ou d'ouverture/fermeture de circuit.

« Le succès de ces tests ne constitue pas seulement une premièremondiale. Il concrétise également la combinaison unique avec Nexans de compétences en matière, d'une part, de systèmes supraconducteurs HT et, d'autre part, de systèmes HT plus conventionnels à base de cuivre ou d'aluminium pour les applications à courant continu», commente Frank Schmidt, responsable de l'Unité Systèmes Supraconducteurs de Nexans. « Ce programme autofinancé constitue une première étape dans le développement d'un système supraconducteur adapté aux projets de super-réseaux, comme Tres Amigas.»

Le design du câble supraconducteur HT pour courant continu est semblable à celui de son homologue pour courant alternatif actuellement en fonctionnement à Long Island aux Etats-Unis (installation développée et mise en?uvre par Nexans, opérationnelle depuis 2008). Le travail de conception réalisé par Nexans s'est concentré sur la terminaison (reliant le câble au réseau électrique) qui est totalement différente de celle développée pour le courant alternatif.

Prochaines étapes : courants très élevés et jonctions

L'étape suivante consiste pour Nexans à adapter ce système de câble supraconducteur aux courants très élevés (jusqu'à 12 500 A) nécessaires pour le transport de plusieurs gigawatts, afin de tirer parti de la capacité des câbles supraconducteurs à transmettre de telles puissances avec de très faibles pertes. Le Groupe développera également les jonctions permettant les liaisons sur de grandes distances et les réparations.

Le projet Tres Amigas repose sur des câbles supraconducteurs HT pour courant continu

Le projet Tres Amigas a pour but de créer aux Etats-Unis la première plate-forme d'échange visant à accélérer l'adoption des énergies renouvelables et à améliorer la fiabilité du réseau électrique américain. Ce projet, situé à Clovis auNouveau-Mexique, fédérerait pour la première fois les trois réseaux d'énergie du pays : Eastern Interconnection, Western Interconnection et Texas Interconnection.

Les trois réseaux seraient connectés par des « pipelines électriques » à courant continu constitués de câbles supraconducteurs HT et des convertisseurs (VSC) alternatif/continu. La plate-forme de Tres Amigas formerait un échangeur électrique triangulaire de 9,6 km de circuit, capable de transférer et de répartir des gigawatts d'énergie renouvelable entre les trois réseaux.

Les câbles supraconducteurs HT pour courant continu placés dans des conduites souterraines transféreraient ces gigawatts avec un rendement proche de 100% entre chacune des trois stations de conversion de la plaque tournante. Les câbles supraconducteurs se révèlent non seulement plus efficaces que toute autre solution de transport, mais ils offrent en outre une densité de puissance nettement supérieure, ce qui signifie qu'ils peuvent transporter davantage d'énergie pour un moindre encombrement au sol.

Remundo a écrit :Merci Glycogène,

c'est très froid et d'un écart très haut avec la température ambiante...

Je ne voudrais pas paraître glacial, mais tout ça me laisse un peu froid quant au bénéfice énergétique...

Remundo a écrit : .....Bye Energy !

Les câbles supraconducteurs peuvent être économiquement compétitifs dans
les cas où le prix élevé du câble est compensé par des économies dans
l’obtention des permis, les droits de passage, le génie civil, les équipements des
sous-stations

Projet « AmpaCity » : le plus long câble supraconducteur au monde

Le groupe énergétique allemand, RWE, et ses partenaires s'apprêtent à remplacer un câble haute tension long de 1 kilomètre, reliant deux postes transformateurs dans la ville allemande d'Essen (Ruhr), par une solution supraconductrice de pointe.
Il s'agira du plus long câble supraconducteur installé au monde. Ce câble concentrique triphasé de 10 kV conçu pour une capacité de transport de 40 mégawatts sera produit par Nexans. Dans le cadre de ce projet, l'Institut Technologique de Karlsruhe (KIT) se chargera d'analyser les matériaux supraconducteurs et isolants appropriés. Cette installation sera également la première à associer un câble supraconducteur à un limiteur de courant supraconducteur assurant la protection contre les surintensités. Le limiteur sera fabriqué par l'unité Nexans spécialiste des supraconducteurs basée à Hürth en Allemagne.

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en Janvier 2012 energy_isere a écrit :

Projet « AmpaCity » : le plus long câble supraconducteur au monde

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Record : une ville alimentée par un câble supraconducteur de 1 km de long

Près de trente ans après la découverte de Bednorz et Müller, la supraconduction à température ambiante reste encore un rêve lointain. Mais les progrès sont là : le plus long câble supraconducteur basé sur la découverte des deux prix Nobel vient d’être inauguré dans la ville allemande d’Essen (Ruhr). Il remplace un câble à haute tension long de 1 kilomètre reliant deux transformateurs.

Le 27/05/2014 à 11:29 - Par Laurent Sacco,Futura-Sciences

.............le plus long câble supraconducteur du monde a été inauguré en présence de Johannes Georg Bednorz dans la ville allemande d’Essen (Ruhr). Le projet AmpaCity a donc abouti. Long d’environ 1 km, ce câble coaxial triphasé de 10 kV, refroidi à l’azote liquide, il relie deux postes transformateurs et peut transporter 40 mégawatts. Sa capacité de transport d’électricité est cinq fois supérieure à celle d’un câble en cuivre de même section, et ce avec des pertes par effet Joule bien moindres. Si les tests sont concluants, ce type de câble devrait se généraliser dans un futur proche où il remplacera des câbles haute tension intra-urbains de 100.000 V.