Un nouvel isolant pour les câbles de haute tension pourrait révolutionner le transport électrique

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En 2020, les énergies renouvelables ont représenté 28 % de la production électrique dans le monde. Le problème est que, très souvent, le lieu de production ne correspond pas du tout au lieu de consommation. En Allemagne, par exemple, les éoliennes sont principalement installées dans les régions côtières du nord, alors que les grands bassins industriels, gros consommateurs d’électricité, sont plutôt implantés dans le sud, vers la Bavière. De même, en Chine, les grandes installations hydrauliques sont situées au nord-est du pays, alors que la population est concentrée sur les côtes du sud-est.

Des câbles de plus en plus lourds

Pour transporter l’électricité sur de longues distances, des câbles à ultra haute tension sont utilisés, dont certains peuvent transporter jusqu’à 800.000 volts. Mais plus le voltage augmente, moins l’isolation du câble est efficace. Il faut donc mettre une couche d’isolation très épaisse, ce qui les alourdit considérablement. Certains câbles à haute tension de 400 ou 500 kV pèsent ainsi jusqu’à 100 kg/mètre pour des diamètres compris entre 20 et 30 cm ! Les scientifiques planchent donc depuis de nombreuses années sur des isolants plus efficaces, permettant d’alléger les contraintes.

Renforcer l’isolation des câbles

À l’heure actuelle, le matériau utilisé pour l’isolation des câbles HVDC (courant continu haute tension) est principalement le polyéthylène basse densité (LDPE). Pour augmenter la conductivité de ce dernier, des additifs sont ajoutés dans le plastique, comme des polyéthylène haute densité (PEHD), des nanoparticules d'oxyde métallique, des allotropes de carbone ou diverses molécules aromatiques. Ces additifs « piègent » les charges électriques et réduisent leur mobilité, ce qui permet de réduire la conductivité électrique.

Un câble HDVC est composé d’un noyau conducteur en cuivre ou aluminium, entouré d’un composite en noir de carbone, d’une couche d’isolant en polyéthylène et d’une couche de protection extérieure. © Yen Strandqvist,...
Un câble HDVC est composé d’un noyau conducteur en cuivre ou aluminium, entouré d’un composite en noir de carbone, d’une couche d’isolant en polyéthylène et d’une couche de protection extérieure. © Yen Strandqvist,...

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