Appareils électriques

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Posté par marvin 15/04/2009 @ 04:09

Tags : appareils électriques, produits, environnement

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Pollution électromagnétique

Une partie du public et des chercheurs s'interroge sur d'éventuels effets synergiques ou interactions entre champ électriques, champ électromagnétiques et environnement et santé

La Radio-pollution pollution électromagnétique (anc.nommée smog électromagnétique) est un phénomène physique décrivant l'exposition d'êtres vivants ou d'appareils à un champ électromagnétique émis par des appareils électriques. Ce phénomène dépend essentiellement de la puissance, de la fréquence, et de la durée d'exposition.

La question se pose de savoir si ces champs électromagnétiques peuvent ou non, pour certaines espèces, être un facteur de perturbation, affecter leur santé ou leur reproduction, ou être un facteur de fragmentation écopaysagère. Cette question fait l'objet de controverse et n'est pas tranchée.

L'exposition à ces champs pourrait selon certains auteurs avoir des impacts sur la santé, la fertilité quand ils sont importants, avec d'éventuels effets d'une exposition chronique à des champs moins puissants. C'est ce dernier point qui est discuté.

Les sources de pollutions, les méthodes pratiques de calculs et de mesures, les couplages ainsi que les niveaux étant souvent bien différents, il est préférable afin de faciliter la compréhension de scinder en deux parties distinctes les basses fréquences et les radiofréquences.

La frontière n'est pas imperméable, par exemple une source radiofréquences modulée par une basse fréquence (exemple le GSM) pourra dans un milieu non parfaitement linéaire être démodulée et générer un signal basse fréquence.

Les champs électriques et magnétiques terrestres sont des champs continus générés par les charges électriques présentes dans l'atmosphère (champ électrique), ou par les courants magmatiques, l'activité solaire et atmosphérique (champ magnétique). Ces champs sont de l'ordre de 100-150 V/m pour le champ électrique atmosphérique (il peut atteindre 20kV/m sous un orage), et environ 40µT pour le champ magnétique. A cela se rajoutent des champs naturels alternatifs de valeur très faible : 1mV/m à 50Hz, 0.013 à 0.017µT avec des pics à 0.5µT lors d'orages magnétiques (champs de fréquence fréquence supérieure à 100kHz).

Les cellules vivantes génèrent des champs électriques et magnétiques très faibles : on observe des niveaux de tension de 10 à 100mV, 0.1pT à la surface du corps et dans le cerveau, 50pT dans le coeur.

Les principales sources artificielles de champ électrique et magnétique sont les lignes haute tension, d'une fréquence de 50-60 Hz, et les appareils électroménagers utilisant cette tension tels que les plaques à induction.

Depuis quelques années, le niveau de pollution électromagnétique augmente pour les radiofréquences, ceci est dû au développement des communications par radio générant un niveau de pollution sans commune mesure avec les appareils électriques et électroniques qui se plient eux à des normes de compatibilité électromagnétique drastiques concernant leur niveau d'émission.

Le niveau maximal toléré par les normes pour un ordinateur est d'environ 100 µV/m mesuré à 10 m, soit 1 mV/m à 1 m, c'est-à-dire à peu près le niveau que produit une station de base GSM à plus de 100 km.

Un rayonnement électromagnétique est dit ionisant à partir du moment où il possède suffisamment d'énergie pour arracher des électrons aux atomes exposés. C'est le cas pour les rayonnements dans la partie haute du spectre électromagnétique (rayons ultraviolets, rayons X, rayons gamma, rayons cosmiques). Suivant la dose absorbée, les effets peuvent être graves aussi bien pour un organisme biologique que pour un appareillage électronique. L'exposition est en grande partie naturelle (rayonnements cosmiques, radon et autres radioéléments naturels), mais aussi d'origine humaine (imagerie médicale, médecine nucléaire, retombées des essais nucléaires, rejets de l'industrie nucléaire).

Le seuil d'ionisation est défini arbitrairement à 10 keV. Le rayonnement ultraviolet, bien que d'énergie relativement faible (750 THz à 30 PHz), peut sous certaines conditions être ionisant.

Les effets photochimiques sont causés par l'interaction entre la lumière et la matière. Les effets biologiques de ces rayonnements, bien que moins énergétiques que les rayonnements ionisants, peuvent être importants pour les parties exposées : peau (coup de soleil, cancer de la peau, vieillissement), yeux (photokératite, cataracte, brûlures de la rétine ou de la cornée). L'exposition est essentiellement naturelle (soleil), elle peut aussi être artificielle (lampe ultraviolet, laser).

Le rayonnement électromagnétique des micro-ondes et des ondes radio a un effet thermique sur la matière, principalement en surface. Ce principe est notamment utilisé dans les fours à micro-ondes. Ces rayonnements sont essentiellement issus de sources artificielles (télécommunications, radars, fours à micro-ondes, transmission d'énergie). Des sources naturelles telles que le bruit cosmique existent également.

La HSEM est un trouble sanitaire généré chez certaines personnes par l'exposition à de faibles niveaux de champ électromagnétique. Suivant les études et les pays, 0 à 10 % de la population serait touchée par ce trouble. Ces patients développent dans 90 % des cas des symptômes bénins et dans 10 % des cas des symptômes handicapants pour la vie quotidienne. Des études en laboratoire n'ont pas permis de démontrer une corrélation biologique entre les champs électromagnétiques et la HSEM. L'OMS préconise une approche environnementale (stress, qualité de l'air, conditions de travail), psychologique et psychiatrique pour le traitement de ce trouble.

Les champs magnétiques et électriques génèrent des courants et des tensions dans les appareils électroniques (de même que dans les organismes vivants). Certains effets sont liés au courant, d'autres à la tension et d'autres à la puissance absorbée, et la fréquence est un paramètre important sur les effets. Ils peuvent provoquer des perturbations, conduisant dans certains cas à un dysfonctionnement (dégradation des performances, erreur de mesure ou blocage).

Même si les réglementations en vigueur imposent l'utilisation des appareils électroniques en deçà des effets connus de l'électromagnétisme, tels que l'effet thermique pour les ondes radio et micro-ondes, les dangers d'une exposition pour de faibles puissances ne sont pas à ce jour démontrés scientifiquement. Malgré cela, de nombreuses études de risque ont été lancées afin de déterminer une probabilité de risque sanitaire ou environnemental des champs électromagnétiques. On distingue les études sur le danger électromagnétique effectué en laboratoire des études épidémiologiques.

Certains craignent que l'exposition chronique des individus ou des fœtus à un smog électromagnétique croissant puisse affecter la santé, en raison notamment de l'effet des micro-ondes sur les cellules et d'éventuels effets sur la régulation interne des échanges intra et inter-cellulaires, notamment régulés par des échanges d'ions, qui comme les influx nerveux font intervenir des phénomènes électriques (différences de potentiel d'énergie au travers des parois cellulaires).

Le rapport n°52 de l'OPECST analyse le résultat des études sur le développement de tumeurs chez l'animal suite à l'exposition en laboratoire aux signaux de téléphonie mobile (exposition corps-entier sur une durée longue, 2 ans) comme négatives. L'effet du rayonnement EM sur la mort cellulaire par apoptose s'est révélée négative.

Le rapport no 52 de l'OPECST conclut sur l'absence de risques pour la reproduction. Une étude non confirmée indique cependant un risque six fois plus élevé de mortalité pour des œufs de poules mis en incubation à proximité d'un téléphone portable en tentative de connexion permanente.

Le 28 octobre 2008, la société française RTE est condamnée par le tribunal de grande instance de Tulle face à un exploitant agricole, suite à des problèmes sanitaires dans ses élevages bovins et porcins (taux de natalité bas, taux de mortalité infantile élevé), situés à proximité d'une ligne THT 400 kV.

Le rapport n°52 de l'OPECST cite des études contradictoires sur la perturbation de certaines fonctions cérébrales humaines (temps de réaction, attention, calcul), et animales (manœuvres d'évitement, altération de l'apprentissage). La mémoire et le sommeil ne seraient pas affectés. Des études sur l'animal indiquent une possible « perméabilisation des vaisseaux sanguins du cerveau », pouvant conduire des personnes prédisposées à des crises de migraine.

D'après le rapport n°52 de l'OPECST, les études sur les effets des téléphones portables sur le système cardiovasculaire humain ou animal (pression artérielle, rythme cardiaque) se sont révélées négatives. Toutefois les personnes équipés d'un stimulateur cardiaque électronique sont concernées par les effets de la pollution électromagnétique sur les équipements électroniques.

D'après le rapport n°52 de l'OPECST, le rayonnement des téléphones portables n'a pas d'effet significatif sur ces parties du corps.

En juillet 2007, une étude de l'Imperial Center for Environmental Policy suggère une influence des champs électriques sur les risques de maladies respiratoires (asthme) ou infectieuses (allergènes, bactériennes ou virales). Les chercheurs pensent qu'un champ électrique pourrait favoriser la déposition des microparticules de l'air ambiant dans les poumons et dans les cheveux par effet électrostatique. Cette étude est en attente de validation, notamment sur les organismes humains.

La pollution électromagnétique a des effets sur le fonctionnement des appareils électroniques. Des règles et techniques permettent d'assurer le bon fonctionnement des appareils dans leur milieu : la compatibilité électromagnétique.

Ce risque est mentionné par des organismes officiels depuis novembre 2006 en France : la fondation Santé et Radiofréquence, et par les parlementaires de l'OPECST dans un rapport de juillet 2006.

Utiliser les appareils dans un environnement dépassant leur niveau d'immunité fait encourir un grand risque.

L'épidémiologiste américain George Carlo, membre de l'initiative Safe Wireless Initiative et d'autres, craignent que les champs électromagnétiques artificiels soient - pour partie au moins - à l'origine de la disparition des abeilles constatée simultanément sur plusieurs continents et depuis quelques années (d'autres hypothèses, qui ne sont pas incompatibles avec celle-ci ont été évoquées ; pesticides, virus, pollens de plantes OGM sécrétant du Bt qui affecterait l'immunité des abeilles, etc.). Le « syndrome d'effondrement des colonies d'abeilles » semble correspondre à une incapacité des abeilles à retrouver leur colonie et non directement lié à l'importance de l'exposition à des pesticides. Il s'est développé au même rythme que celui de la téléphonie mobile. L'expérience d'un apiculteur suisse révèlerait que la population des ruches aurait été décimée après une exposition de 12 colonies d'abeilles à une distance de 200 m d'une antenne relais de l'entreprise de téléfonie mobile Swisscom. La moitié des abeilles présentes au début de l'expérience seraient mortes. Une étude du Centre Agroscope de Posieux mentionne l'absence de lien entre la mort des abeilles et les antennes relais en général..

On distingue déjà quelques risques juridiques : pour les pollueurs, administrations, maires et les organismes de contrôle qui auraient oublié ces risques et les moyens habituels de s'en protéger.

En cas de dissimulation d'effets risqués, et de précautions à prendre concernant les ondes électromagnétiques, les responsables sont passibles d'être poursuivis pour tromperie, voire pour tromperie aggravée. Il n'y a en outre pas de prescription pour ces délits. Ils peuvent également être jugés coupables de publicité mensongère, dans le cas où ils « auraient publié des documents comportant des présentations de nature à induire en erreur sur l'appréciation des risques et les résultats qui peuvent êtres attendus de l'exposition aux ondes électromagnétiques ».

Dans les cas les plus graves, en cas du dépassement du niveau de 3 V/m, les dysfonctionnements des appareils peuvent tuer. Les responsables sont alors passibles de poursuites pour mise en danger de la personne d'autrui, voire mise en danger de la vie d'autrui.

Selon les nombreuses associations militantes, les risques environnementaux ou sanitaires auxquels les populations sont exposés seraient très rarement anticipés, l'exposition précéde souvent les études comme dans le cas de la dissémination de produits chimiques ou l'exposition aux ondes électromagnétiques. Quand des intérêts économiques sont en jeu et qu'il est question de risques, le niveau de compétence des experts officiels ne serait pas une caution suffisante à la qualité de l'information délivrée.

Selon ces associations, l'adoption d'un principe de précaution en matière d'environnement adopté dans de multiples législations, n'aurait guère changé les habitudes.

Par précaution parfois, mais surtout pour limiter les parasites qui peuvent perturber les matériels électroniques (TV, ordinateurs, radio, etc.), les constructeurs utilisent des protections et câbles blindés pour réduire ce phénomène. Des auteurs comme George Carlo proposent, en attendant des études indépendantes qui prouveraient une absence de risque, un retour à la technologie de la fibre optique permettant - à confort presque équivalent - de fortement réduire le recours aux modes sans fils. Des villes comme Paris en France tentent de réguler par une charte les installations d'antennes et de diminuer l'exposition des habitants en imposant des cahiers des charges aux opérateurs.

L'usage d'oreillettes pour les téléphones portables, particulièrement en cas d'utilisation intensive, réduit les effets du rayonnement électromagnétique sur le cerveau.

Des industries sont considérées comme des pollueurs potentiels qui sont à l'origine de l'émission d'ondes pouvant présenter divers effets et risques quelconques : opérateurs de communications électroniques, installateurs et exploitants de réseaux informatiques, constructeurs d'appareils.

L'Europe a édicté une directive (2004/40/CE) « concernant les prescriptions minimales de sécurité et de santé relatives à l’exposition des travailleurs aux risques dus aux agents physiques (champs électromagnétiques) » qui est le texte de référence sur la question.

Initialement fixé au 30 avril 2008, la transcription de la directive européenne a finalement été reporté de quatre ans.

Pour l'Europe, les équipements de communication par radio relèvent de la directive 1999/5/CE dite « RTTE » dont les exigences essentielles sont mentionnées à l'article 3.

Pour la France cette directive est transposée dans l'article L32 du code des Postes et Communications Électroniques dont le 12e mentionne les principales exigences qui doivent toutes être respectées.

La compatibilité électromagnétique permettait d'assurer la pérennité du fonctionnement de tous les appareils électroniques et systèmes de communication dans leur environnement normal, ce n'est plus le cas.

Les principes de base de cette discipline, les textes législatifs et techniques (normes) sont respectés scrupuleusement par les industriels concevant des appareils électroniques ce qui a permis le développement des communications électroniques modernes.

On constate que les dispositions prévues sont aujourd'hui réduites à néant du fait de la pollution électromagnétique générée principalement par les systèmes de communications par radio.

La pollution électromagnétique peut provoquer des dysfonctionnements, sont concernés des centaines de millions d'appareils électroniques utilisés pour toutes sortes d'applications avec des conséquences dramatiques dans certains cas.

Marge d'immunité aux champs électromagnétiques rayonnés, cette marge doit être positive pour assurer la compatibilité électromagnétique (le niveau de pollution du milieu doit être inférieur au niveau d'immunité).

Les mesures réalisées avec des appareils électroniques ne peuvent plus être présumées valables car le niveau de pollution de l'environnement toléré de 61 V/m et revendiqué par les pollueurs est incompatible avec le fonctionnement normal d'appareils électroniques de mesures dont l'immunité est de 3 V/m ou 10 V/m.

Plusieurs normes européennes réglementent ces risques.

En France, les appareils électroniques à usage médical sont désignés sous le nom de dispositifs médicaux dans le code de la santé publique, ils entrent dans la même catégorie que les gants de chirurgiens ou les lits eux-mêmes noyés dans les produits de santé. Ils doivent cependant garantir une immunité contre les perturbations électromagnétiques permettant de fonctionner conformément à leur destination.

La plupart des documents d'informations sur les risques en sont encore à faire comme si les seuls dispositifs médicaux existant sont les stimulateurs cardiaques (c'était vrai il y a 30 ans), d'immunité 10 V/m et souvent plus, implantés donc bénéficiant de l'atténuation de la peau, et représentant environ 1 % des dispositifs médicaux utilisés actuellement. Cet exemple ne peut donc en aucun cas représenter les risques de dysfonctionnements.

La totalité des appareils doivent avoir un fonctionnement fiable que ne peut garantir un niveau de pollution électromagnétique supérieur à leur niveau d'immunité, les dysfonctionnements peuvent avoir des conséquences graves pour la santé et conduire à des décès, il s'agit donc d'un risque sanitaire indirect.

L'ANFR ne tient pas compte de ce risque dans ses comparaisons aux seules limites thermiques sur le site cartoradio.

On les trouve sur le web, et sur le site de la FDA, et surtout dans les tableaux 204 et 206 de la norme EN60601-1-2 que l'on retrouve personnalisée par les constructeurs, ils indiquent la distance à respecter en fonction de la puissance des sources de pollution afin de ne pas dépasser le niveau d'immunité de leurs appareils.

Un pylône regroupant des stations de base de téléphonie mobile pouvant facilement regrouper trois émetteurs, la pire peut atteindre 6 000 W si la personne est exposé au lobe principal.

Ces distances de sécurité à respecter ne sont pas spécifiques aux dispositifs médicaux mais pourraient s'appliquer à tous les appareils électroniques en fonction de leur niveau d'immunité dont un dysfonctionnement pourrait présenter un risque pour la santé ou un trouble anormal du voisinage ou tout autre préjudice puisque le respect de la compatibilité électromagnétique est une obligation légale.

Certaines interprétations de la loi avancent que le respect des limites du décret 2002-775 est la seule obligation légale, ce qui pourrait tendre à dissimuler certains effets, risques, précautions à prendre et l'obligation du respect de toutes les principales exigences de l'article L32.

Du fait de la dissimulation d'effets, de risques et des moyens de protection liés à la compatibilité électromagnétique, prétendre que le respect des limites thermiques suffit à protéger de tous les risques dus à l'exposition aux ondes électromagnétiques serait un acte de tromperie.

Les analyseurs de champ électromagnétique constituent un marché important pour les entreprises d'instrumentation. Ce marché est destiné au milieu professionnel (sociétés de consultation, laboratoires de recherche dans la biologie, dans l'environnement, etc.), mais aussi plus récemment dans le milieu grand public (sociétés de vente d'électronique grand public).

Ces sociétés sont nombreuses car le marché de certification est important : la majorité des systèmes électroniques destinés à être utilisés dans l'industrie ou chez les particuliers nécessite une approbation CEM (marquage CE, normes médicales, etc.). Ces mesures peuvent nécessiter des investissements importants (chambre anéchoïque).

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Écogeste

Utilisation de l'eau de pluie pour l'arrosage.

Un écogeste est un geste, souvent simple et quotidien, que chacun de nous peut faire afin de diminuer la pollution et améliorer son environnement. Ces gestes constituent la pratique de l'écologisme au quotidien, parfois appelée écologie pratique. Ces gestes peuvent varier d'un pays à l'autre, selon les coutumes et le niveau de vie du pays concerné.

En France, la seule veille des appareils électriques (ordinateurs, téléviseurs, etc.) consomme 150 à 500 kWh par an et par ménage.

Le rendement lumineux d'une lampe à incandescence (« ampoule » à filament, classique ou -pire- à halogènes) n'atteint pas 10 % : l'essentiel de l'électricité est convertie en chaleur ! Préférez les lampes à plus haut rendement, tels les tubes luminescents (au néon), les tubes fluorescents (improprement appelés « néons ») et lampes fluocompactes (qui sont des tubes fluorescents repliés sur eux-mêmes) ou, mieux encore, les lampes à induction (durée de vie de quelque 100000 heures !) ou les diodes électroluminescentes (LED), avec lesquelles on sait maintenant produire de la lumière blanche.

Tenez compte des recommandations (Phrases de risque) avant d’utiliser ou de jeter un produit chimique.

La poubelle d'un Français est en moyenne constituée de 28 % de papiers et cartons, 12 % de plastiques, 12 % de verre, 26 % de matières organiques et 5 % de métaux, le reste étant constitué de poussières, textiles, céramiques, etc. Les produits chimiques sont autant nuisibles pour l'environnement que pour les humains: un simple mégot n'est pas dégradé en moins de six mois, un chewing-gum en cinq ans et un sac plastique en 100 ans ; un seul litre d'huile peut contaminer un volume d'eau potable correspondant à la consommation d'une famille durant toute sa vie. La masse annuelle des déchets des Français représente 2500 fois celle de la Tour Eiffel mais plus de la moitié sont recyclables. De plus, les Français génèrent indirectement de nombreux déchets, qui sont calculés par les bilans d'énergie grise : déchets liés à la fabrication des biens de consommation, déchets liés à la production d'énergie (gaz à effet de serre, déchets nucléaires, etc.).

En application de la directive européenne relative aux déchets des équipements électriques et électroniques (DTEE), tous les résidus de ces équipements doivent être recyclés et valorisés. L'Europe produit quelque sept millions de tonnes chaque année, dont 1,7 million en France : en 2005, chaque particulier français a généré en moyenne 14,5 kg de DTEE. Dans le monde, 130 millions de téléphones mobiles ont été mis à la casse en 2005 et, en 2000, 500 millions d'ordinateurs renfermaient quelque 720 mille tonnes de plomb, 1400 tonnes de cadmium, 860 tonnes de chrome et 290 tonnes de mercure. On estime qu'en 2010, plus d'un milliard d'ordinateurs seront en service dans le monde…

En France, près de 30 % des émissions de gaz carbonique sont dues à nos déplacements : elles contribuent notamment à l'effet de serre. Les gaz d'échappement peuvent être riches en particules et composés nocifs, tels des hydrocarbures.

En détruisant les biotopes, par exemple en comblant les mares sous prétexte de salubrité ou en supprimant les haies lors du remembrement, on fait disparaître de nombreuses espèces : en 2005, la France comptait 36 % d'espèces de mammifères menacées et était le cinquième pays au monde en terme d'espèces en danger.

La ville de Freiamt, au Nord de Fribourg-en-Brisgau, autosuffisante en énergie, constitue une belle illustration du penchant écologique des Allemands : ses 4300 habitants produisent 13 millions de kWh par an, plus que ce dont ils ont besoin. Pour ce faire, ils utilisent des panneaux solaires thermiques (production de chaleur) ou photovoltaïques (production d'électricité), des éoliennes, des copeaux de bois et du biogaz. Deux scieries et un meunier recourent même à l'énergie hydraulique. Toutefois, la pratique la plus remarquable est celle utilisée par un agriculteur, Walter Schneider : grâce à une pompe à chaleur, il récupère la chaleur des 900 litres de lait produits quotidiennement par ses 454 vaches et qui sort à 32 °C. Le lait, qui doit être refroidi à 4 °C, permet ainsi de chauffer toute l'eau sanitaire !

En plein bois de Boulogne, une friche d'un peu plus de trois hectares, concédée par la ville de Paris au WWF en 2004, révèle une biodiversité inhabituelle après avoir été laissée à l'abandon une quinzaine d'années : on a recensé 84 espèces animales, communes — tels des corbeaux ou des lapins de garenne — exceptionnellement présentes en région parisienne — comme le lucane (Lucanus cervus), attiré par les vieilles souches — voire auparavant jamais observées — comme l'agrion à larges pattes (Platycnemis pennipes). Quarante espèces d'oiseaux ont été identifiées, dont le choucas, la fauvette à tête noire, le geai, le héron cendré (Ardea cinerea), le martin-pêcheur, le merle, la pie, le troglodyte mignon et plusieurs rapaces. Parmi les 182 espèces végétales recensées, des espèces invasives — tels l'ailante du Japon (Ailanthus altissima) ou l'érable sycomore — des espèces pionnières — comme l'ortie et la ronce, qui enrichissent le sol de leur humus — mais aussi le buis, le cornouiller sanguin, le troène et l'orchidée Epictatis helleborine.

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Appareillage électrique à haute tension

Appareillage électrique 800 kV

L'appareillage électrique à haute tension est l'ensemble des appareils électriques qui permettent la mise sous ou hors tension de portions d'un réseau électrique à haute tension (y compris pour des opérations de délestage).

L’appareillage électrique est un élément essentiel qui permet d’obtenir la protection et une exploitation sûre et sans interruption d’un réseau à haute tension. Ce type de matériel est très important dans la mesure où de multiples activités nécessitent de disposer d'une alimentation en électricité qui soit permanente et de qualité.

L’appellation « haute tension » regroupe l'ancienne moyenne tension (HTA) et l'ancienne haute tension (HTB), elle concerne donc les appareils de tension assignée supérieure à 1 000 V, en courant alternatif, et supérieure à 1 500 V dans le cas de courants continus. Les applications industrielles des disjoncteurs à haute tension sont pour l'instant limitées au courant alternatif car elles sont plus économiques, il existe cependant des sectionneurs à haute tension pour liaisons à courant continu.

L'appareillage électrique à haute tension a été créé dès la fin du XIXe siècle, au début pour la manœuvre de moteurs et autres machines électriques. Il n'a cessé de se développer, l'appareillage est actuellement utilisé dans toute gamme des hautes tensions, jusqu'à 1 100 kV.

L'évolution de l'appareillage à haute tension, en particulier les techniques de coupure qui ont été utilisées, a été influencée par les progrès technologiques, le développement des moyens de calcul qui ont permis d'optimiser les dimensions des appareils, la concurrence qui a poussé les constructeurs à réaliser des appareils de plus en plus économiques, mais aussi par l'évolution des réseaux qui a nécessité de réaliser de l'appareillage pour des tensions de plus en plus élevées.

Le tableau suivant montre l'évolution de la tension maximale des réseaux à haute tension, à partir de 1912, année de mise en service de la première ligne de tension supérieure à 100 kV.

Le chapitre des Techniques utilisées pour l'isolement et la coupure décrit de manière détaillée les différentes techniques développées pour réaliser les appareillages à haute tension qui ont permis de répondre aux contraintes et exigences de plus en plus sévères qui ont accompagné cette évolution des réseaux à haute tension.

L'augmentation du courant de court-circuit dans les réseaux à haute tension a favorisé l'avènement des disjoncteurs à air comprimé dans les années 1960, en effet l'augmentation de la consommation et donc des puissances installées a nécessité de disposer d'appareils capables de couper des courants supérieurs à 40 kA, ce qui était le pouvoir de coupure maximum possible avec les disjoncteurs à huile en extra-haute tension.

Durant les années 1970, c'est plutôt le moindre coût et la simplicité des disjoncteurs SF6 qui ont permis à ces derniers de supplanter à leur tour les appareils à air comprimé, les deux techniques permettant d'obtenir les pouvoirs de coupure les plus élevés, 50 kA ou 63 kA, exigés alors en haute tension.

En moyenne tension, les appareils à huile ont été remplacés par les appareils au SF6 ou à vide car ces derniers ont des performances en coupure supérieures, une endurance électrique étendue et nécessitent moins de maintenance en service.

La consommation d'électricité et par suite les besoins en puissance installée et en équipements à haute tension sont en forte augmentation depuis 2005, c'est tout particulièrement le cas en Chine dont la puissance installée est de 600 000 MW (Méga watts) en 2006 et devrait atteindre 1 300 000 MW en 2020, la Chine aura alors la puissance installée la plus élevée au monde, et dépassera les États-Unis. Pour sa part, l'Inde prévoit de multiplier par 3 sa puissance installée entre 2012 et 2025, elle sera alors de 600 000 MW, et de mettre en service un réseau de transmission à ultra-haute tension de 800-1200 kVAC et 800kV HVDC.

L’appareillage électrique à haute tension peut être classé en plusieurs catégories selon sa fonction, sa tension, sa destination, son installation et son type d'isolement.

Ce sont avant tout des organes de sécurité utilisés pour ouvrir ou fermer un circuit lorsqu’ils ne sont pas parcourus par un courant. Ils sont utilisés pour isoler un ensemble de circuits, un appareil, une machine, une section de ligne aérienne ou de câble, afin de permettre au personnel d’exploitation d’y accéder sans danger.

L'ouverture des sectionneurs de ligne ou de jeu de barres (les conducteurs qui permettent de relier l'arrivée d'énergie d'un poste à haute tension vers les différents organes internes) est nécessaire pour assurer la sécurité mais n'est pas suffisante, il faut en outre effectuer des mises à la terre en amont et en aval de l'appareil sur lequel on souhaite intervenir. On distingue donc les sectionneurs, proprement dits, des sectionneurs de mise à la terre (ou MALT ou sectionneur de terre) qui ensemble contribuent à la mise en sécurité d'une portion de réseau électrique.

En principe les sectionneurs n’ont pas à interrompre de courants, cependant certains sectionneurs peuvent être amenés à couper des courants de transfert de barres (jusqu’à 1 600 A sous 10 à 300 V) et certains sectionneurs de terre doivent être capables de couper les courants induits qui peuvent circuler dans les lignes hors tension par couplage capacitif et inductif avec les lignes adjacentes sous tension (jusqu’à 160 A sous 20 kV).

Les interrupteurs sont des appareils destinés à établir et à interrompre un circuit dans des conditions normales de charge. Certains interrupteurs sont prévus pour remplir également les fonctions de sectionneur. Leurs performances sont cependant limitées car ils sont capables d'établir un courant de court-circuit mais ne peuvent en aucun cas l’interrompre,.

Les contacteurs ont un rôle comparable à celui des interrupteurs, mais ils sont capables de fonctionner avec des cadences très élevées. Ils possèdent une grande endurance électrique et une grande endurance mécanique.

Les contacteurs sont utilisés pour manœuvrer fréquemment des équipements tels que fours, moteurs à haute tension. Ils ne peuvent pas être utilisés comme sectionneurs.

On les rencontre en HTA uniquement.

Les fusibles permettent d’interrompre automatiquement un circuit parcouru par une surintensité pendant un intervalle de temps donné. L’interruption du courant est obtenue par la fusion d’un conducteur métallique calibré.

Ils sont surtout utilisés pour la protection contre les courts-circuits dont ils limitent la valeur crête du courant de défaut.

En régime triphasé, ils n’éliminent que les phases parcourues par un courant de défaut, ce qui peut présenter un danger pour le matériel et le personnel. Pour pallier cet inconvénient, les fusibles peuvent être associés à des interrupteurs ou à des contacteurs avec lesquels ils constituent des combinés capables d'assurer la protection en cas de surcharge du réseau ou de courts-circuits.

On les rencontre en HTA uniquement.

De par ses caractéristiques, un disjoncteur est l’appareil de protection essentiel d’un réseau à haute tension, car il est seul capable d'interrompre un courant de court-circuit et donc d'éviter que le matériel connecté sur le réseau soit endommagé par ce court-circuit. La norme internationale CEI 62271-100 définit les exigences relatives aux caractéristiques des disjoncteurs à haute tension.

Dans leur configuration actuelle, les disjoncteurs peuvent être équipés d'appareils électroniques permettant à tout moment de connaître leur état (usure, pression de gaz pour la coupure, etc.) et éventuellement de détecter des défauts par des dérives de caractéristiques, ce qui permet à l’exploitant de programmer les opérations de maintenance et de prévenir les risques de défaillance ,.

Pour la manœuvre des longues lignes, les disjoncteurs sont généralement équipés de résistances de fermeture pour la limitation des surtensions,.

Ils peuvent aussi être équipés de dispositifs de synchronisation à la fermeture et/ou à l’ouverture pour limiter les surtensions ou les courants d’appels à la manœuvre de lignes, de transformateurs à vide, de réactances shunt et batteries de condensateurs,.

Des appareils ont été conçus pour remplir les fonctions de disjoncteur et de sectionneur, ils sont appelés disjoncteur-sectionneurs. Leur usage est cependant limité.

Selon la norme internationale CEI 62271 la haute tension est, pour les courants alternatifs, toute tension supérieure à 1 kV.

Le niveau de tension assigné de 800 kV est utilisé pour des appareils en service dans les réseaux de Russie, d'AEP aux États-Unis, d'Hydro-Québec au Canada, d'EDELCA au Venezuela, de Furnas au Brésil, d'ESCOM en Afrique du Sud et de State Grid Corporation of China en Chine.

Le niveau de tension maximal pour les pays de la Communauté européenne est de 420 kV ; ce niveau est le plus économique, compte tenu des puissances échangées et de la longueur des lignes d'interconnexion. Une étude avait été faite dès le début des années 1970 en Italie pour un réseau de 1 100 kV, mais ce projet n'a pas abouti car la prévision initiale d'augmentation de la consommation d'électricité fut révisée à la baisse après le choc pétrolier de 1973.

L’appareillage haute tension est destiné à fonctionner principalement dans trois types de réseaux ou d’installations électriques en fonction des objectifs d'utilisation transport, répartition et distribution.

Les réseaux de transport (pour les tensions supérieures à 52 kV) ont pour but de transporter l'énergie des grands centres de production vers les régions consommatrices d'électricité. Les grandes puissances transitées imposent des lignes électriques de forte capacité de transit, ainsi qu'une structure maillée (ou interconnectée). Les réseaux maillés garantissent une très bonne sécurité d'alimentation, car la perte de n'importe quel élément (ligne électrique, transformateur ou groupe de production) n'entraîne aucune coupure d'électricité si l'exploitant du réseau de transport respecte la règle dite du « N-1 » (possibilité de perdre n'importe quel élément du réseau sans conséquence inacceptable pour les consommateurs).

Les réseaux de répartition assurent à l'échelle régionale la fourniture d'électricité. L'énergie y est injectée essentiellement par le réseau de transport via des postes à haute tension, mais également par des centrales électriques de moyennes puissances (inférieures à environ 100 MW). Les réseaux de répartition sont distribués de manière assez homogène sur le territoire d'une région.

Les réseaux de distribution (pour les tensions inférieures ou égales à 52 kV) ont pour but d'alimenter l'ensemble des consommateurs. Contrairement aux réseaux de transport et de répartition, les réseaux de distribution présentent une grande diversité de solutions techniques à la fois selon les pays concernés, ainsi que selon la densité de population. Les réseaux à moyenne tension (MT) ont de façon très majoritaire une structure arborescente, qui autorise des protections simples et peu coûteuses. À partir d'un poste source, lui-même alimenté par le réseau de répartition, l'électricité parcourt une artère sur laquelle est reliée directement des branches de dérivation au bout desquelles se trouvent les postes MT/BT de distribution publique. Ces derniers alimentent les réseaux basse tension (BT) sur lesquels sont raccordés les plus petits consommateurs. La structure arborescente de ces réseaux implique qu'un défaut sur une ligne électrique MT entraîne forcément la coupure des clients alimentés par cette ligne, même si des possibilités de secours plus ou moins rapides existent.

Les installations industrielles (3,6 à 24 kV) sont, par exemple, utilisées dans les industries qui produisent des produits chimiques ou des matériaux (fonderies d'aluminium) et les installations ferroviaires par exemple).

Dans le domaine de la HTB, l'appareillage électrique était traditionnellement installé en extérieur, l'air jouant un rôle primordial d'isolation, par exemple pour l'isolation entre phases. Parallèlement, depuis les années 1970, une deuxième technologie s'est développée, dite « sous enveloppe métallique » ou « à isolation gazeuse », où le gaz hexafluorure de soufre (SF6) joue un rôle prépondérant pour l'isolation. Dans cette technologie, l'ensemble de l'appareillage est encapsulé et isolé dans le SF6. Cette technologie demande une emprise au sol plus faible, autorise facilement une installation en bâtiment, et permet une meilleure fiabilité et disponibilité de l'appareillage.

Dans le domaine de la HTA, ces 2 technologies se rencontrent aussi, mais la technologie encapsulée dans le SF6 est plus rare, et souvent réservée à des applications demandant soit une haute fiabilité, soit une forte compacité. Quelle que soit la technologie, les équipements sont en général installés dans des cellules, armoires métalliques modulaires qu'on assemble et relie entre elles. Ces cellules sont installées en bâtiment. L'appareillage HTA installé en extérieur est rare dans les postes sources, mais est fréquent en distribution rurale, avec en particulier des interrupteurs installés en haut des pylônes électriques.

On rappelle, qu'un poste électrique se compose d'appareillages électriques mais aussi éventuellement d'autres équipements à haute tension: le(s) transformateur(s), des parafoudres (au départ vers une ligne, et en protection du transformateur), des câbles haute tension, des dispositifs FACTS, etc. Comme montré sur les figures ci-après, le raccordement aux lignes aériennes des appareillages blindés ou compacts se fait par l'intermédiaire d'isolateurs, appelés traversées aériennes lorsqu'ils remplissent cette fonction.

Pour remplir ses fonctions d'isolement et de coupure, plusieurs techniques ont été développées depuis la création des appareils à haute tension à la fin du XIXe siècle. Alors que l'isolement des pièces sous tension par rapport à la terre est fait dans l'air et/ou dans le SF6, plusieurs techniques ont été utilisées pour l'isolement entre contacts et pour la coupure par des appareils de connexion (par exemple les disjoncteurs).

Les appareils électriques à haute tension doivent avoir un niveau d'isolement suffisant afin d'assurer qu'ils soient capables de supporter les surtensions exigées en service, que ce soit par rapport à la terre ou entre les bornes d'entrée et de sortie de l'appareil.

Par ailleurs, les appareils de connexion (par exemple sectionneurs et disjoncteurs) doivent être capables d'établir et d'interrompre le courant dans des conditions fixées par les normes internationales. La coupure d’un courant électrique par un disjoncteur en haute tension est obtenue en séparant des contacts dans un gaz (air, SF6, etc.) ou dans un milieu isolant (par exemple l'huile ou le vide). Après séparation des contacts, le courant continue de circuler dans le circuit à travers un arc électrique qui s’est établi entre les contacts de l'appareil. Un soufflage intense est exercé sur l'arc afin de le refroidir et de provoquer son extinction lorsque la température du milieu où est amorcé l'arc est suffisamment faible pour que la conduction du courant s'interrompe. Pour les appareils de connexion à courant alternatif à haute tension, la coupure du courant est obtenue lorsque la puissance fournie à l'arc par le réseau est la plus faible, c'est-à-dire lors d'un passage par zéro du courant (pendant une seconde et pour un réseau à 50 Hz, un courant alternatif passe 100 fois par zéro).

Contrairement aux disjoncteurs, la coupure d'un courant par un sectionneur ou un interrupteur ne nécessite pas de soufflage aussi intense car l'intensité du courant est nettement plus faible. Pour un sectionneur, il est en général suffisant d'allonger rapidement l'arc pour lui permettre d'obtenir son extinction et ensuite de supporter la tension qui se rétablit aux bornes de l'appareil. Un interrupteur nécessite en outre un faible soufflage d'appoint qui peut être fourni par exemple par la vaporisation d'un matériau isolant.

Dès le début du XXe siècle, l'huile a été utilisée comme fluide pour la coupure et l'isolement des appareils, notamment pour les disjoncteurs à haute tension.

Lorsqu'un arc est amorcé dans l’huile, plusieurs types de gaz sont produits tels que l’hydrogène et l’acétylène. L'évaporation de l’huile permet de générer un soufflage de l'arc qui va le refroidir et provoquer la coupure du courant. Les premiers disjoncteurs à huile avaient de gros volumes d’huile avec deux éléments de coupure en série dans une cuve métallique.

Après la Seconde Guerre mondiale, ils ont été remplacés par des appareils à faible volume d'huile qui sont plus économiques et présentent moins de risques d'incendie ou d'explosion en cas d'échec de la coupure.

Des disjoncteurs à faible volume d'huile avec deux éléments de coupure en série par pôle ont été développés pour équiper le premier réseau 420 kV au monde, précisément la ligne Harsprånget — Halsberg en Suède, mis en service en 1952.

Les disjoncteurs à air comprimé ont supplanté les disjoncteurs à l’huile dans le domaine des hautes performances grâce à la haute rigidité diélectrique et aux bonnes propriétés thermiques du fluide utilisé. L’air comprimé sous une pression de 20 à 35 bar est évacué à l’intérieur de buses pour permettre d’obtenir un refroidissement efficace de l’arc.

Ils ont été développés à partir du début des années 1950 et dès 1960 ont atteint les performances les plus élevées qui étaient nécessaires pour les réseaux à extra-haute tension qui se développaient à cette époque : 525 kV 25 000 MVA pour le réseau russe, la liaison Moscou - Volgograd étant alors la première au monde exploitée avec ce niveau de tension.

Ces disjoncteurs étaient munis de résistances qui étaient insérées dans le circuit à l'ouverture afin de réduire les contraintes en coupure de forts courants et aussi de limiter les surtensions susceptibles d'être générées pendant la coupure.

Les disjoncteurs à air comprimé ont eu pendant longtemps le monopole des très hautes performances : pouvoir de coupure jusqu’à 100 kA, durée de coupure réduite, faible niveau de surtension grâce à l’utilisation de résistances pour la fermeture. Ces disjoncteurs nécessitent cependant une maintenance périodique, en particulier celle des compresseurs.

La technique à air comprimé est toujours la seule utilisée pour les disjoncteurs de générateurs à pouvoir de coupure très élevé (275 kA sous 36 kV).

La technique de coupure dans le SF6 a été développée en haute tension à la fin des années 1950, elle a donné lieu aux premières applications en 245 kV dans les années 1960 (Poste blindé de Vaise en 1966) puis elle s'est imposée et est devenue la technique utilisée pour tous les nouveaux développements en haute tension à partir des années 1970.

Les principes de coupure qui ont été développés en haute tension sont présentés dans l'article connexe : Disjoncteur à haute tension au SF6.

Les très bonnes propriétés du SF6 ont entraîné l'extension de la technique SF6 sous des tensions de plus en plus élevées allant jusqu'à 800 kV et bientôt sous 1100 kV en Chine .

Les premières recherches et brevets sur les ampoules (interrupteurs) à vide ont été faits par le California Institute of Technology vers 1926. Les premières applications industrielles ont été réalisées à la fin des années 1950 lorsque les difficultés technologiques de mise en œuvre furent résolues, notamment la garantie d'un vide poussé pendant au moins vingt ans, ce qui nécessite une étanchéité parfaite de l'ampoule.

Actuellement des appareils intégrant des ampoules à vide sont en service jusqu’à 84 kV, au Japon, le pouvoir de coupure d'un disjoncteur à vide peut atteindre 63 kA.

L'appareillage électrique est soumis en service à ces trois types de tension (et à leur combinaison entre entrée-sortie).

Des essais de qualification (de type) et de routine (sur les appareils fabriqués) sont effectués pour vérifier ce niveau d'isolement. Ils sont effectués entre phase et terre, entre phases et entre bornes de l’appareil ouvert.

Des valeurs plus élevées pour la tenue entre contacts ouverts sont spécifiées pour les sectionneurs car ils doivent satisfaire à des exigences de sécurité.

Pour les appareils de tension supérieure à 245 kV, la tension de tenue aux chocs de foudre (ou de manœuvre) entre contacts ouverts est testée en appliquant un choc de foudre (ou de manœuvre) sur une borne et une tension à fréquence industrielle (50 Hz ou 60 Hz) sur l'autre borne. Par exemple dans le cas d'un appareil de tension assignée 800 kV, la tension de 2555 kV indiquée dans le tableau ci-dessus est obtenue en appliquant un choc de foudre de 2100 kV sur une borne et une tension de 455 kV sur l'autre borne. Cela permet de reproduire la situation réelle en service où la tension du choc de foudre est transmise sur une borne de l'appareil alors que la tension du réseau est appliquée à l'autre borne.

Les valeurs normales de la fréquence assignée à l’appareillage haute tension sont 50 Hz et 60 Hz. Ce sont de loin les plus utilisées, l'utilisation de l'une ou l'autre valeur résulte de choix faits historiquement lorsque les valeurs ont été rationalisées. Peu avant 1892, Westinghouse aux États-Unis choisissait le 60 Hz, alors que AEG en Allemagne optait pour le 50 Hz en 1899, conduisant à un monde majoritairement coupé en deux. Le Japon possède des réseaux à 50 Hz et 60 Hz.

D'autres valeurs de fréquence sont parfois utilisées pour la traction ferroviaire : 16 2/3 Hz et 25 Hz. L'Allemagne, l'Autriche et la Suisse utilisent du courant alternatif monophasé à 16 2/3 Hz pour la chaîne de puissance. La fréquence de 25 Hz était utilisée sur certaines lignes des chemins de fer allemands (Mariazeller Bahn) et quelques lignes dans les états de New York et de Pennsylvanie (Amtrak) aux États-Unis.

Le courant assigné en service continu est le courant qu'un appareil peut supporter indéfiniment dans des conditions normales de service. Les composants d'un appareil électrique s'échauffent lorsque ce dernier transite du courant, la température ne doit pas dépasser des valeurs limites définies par les normes de sorte que les matériaux conservent leurs caractéristiques mécaniques.

Le courant de courte durée qui doit être supporté par un appareil en service est caractérisé par deux paramètres : l'amplitude maximale du courant lors de l'établissement d'un courant de court-circuit, ainsi que la valeur efficace du courant de court-circuit qui doit être supporté pendant une durée spécifiée.

Lorsqu’un court-circuit se produit dans un réseau à un passage par zéro de la tension, le courant qui s’établit est dit asymétrique car il se présente sous la forme d’une sinusoïde décalée par rapport à la ligne de zéro. L'appareil doit supporter l'amplitude maximale du courant puis le courant pendant une durée de 1 ou 3 secondes, suivant la spécification de l'exploitant du réseau.

Pour garantir un bon fonctionnement à très basse température, la pression de SF6 doit être réduite et des dispositions particulières doivent être prises pour permettre un bon fonctionnement de l’organe de manœuvre et assurer une bonne étanchéité.

Le fonctionnement à haute température de l’air ambiant nécessite de s’assurer que la température et l’échauffement des composants n’excèdent pas les limites admissibles fixées par les normes.

D'autres conditions de service particulières sont à prendre en compte dans la conception du matériel: vent, pollution, séismes, etc.

Des essais de type, ou essais de qualification de type, sont effectués pour démontrer qu’un appareil possède les caractéristiques assignées qui lui ont été attribuées. Ils sont faits sur des spécimens représentatifs dûment identifiés.

Ces essais sont effectués sur un appareil neuf et font l’objet de rapports d’essais qui contiennent l’identification du spécimen en essai et toutes les informations permettant de démontrer que l’appareil a satisfait aux exigences des normes en vigueur. Les spécifications communes à l’appareillage à haute tension sont définies dans la norme CEI 60694 (future 62271-1). Des exigences propres à chaque type de matériel sont spécifiées dans les normes de produits, telles que la CEI 62271-100 pour les disjoncteurs à haute tension.

Compte tenu des valeurs élevées de tensions et/ou des courants exigés, les essais diélectriques et de coupure de l'appareillage à haute tension doivent être effectués dans des laboratoires spécialisés.

Des essais dits de routine sont aussi effectués pour contrôler la qualité de la production, ils se composent essentiellement d'essais mécaniques de contrôle des caractéristiques de fonctionnelles, d'essais diélectriques de tenue à la fréquence industrielle et d'un contrôle de l'étanchéité pour les appareils SF6.

Lorsqu'un appareil est monté pour la première fois sur site, il doit subir aussi des essais de mise en service (contrôle des caractéristiques de fonctionnelles et/ou essais diélectriques).

Les essais diélectriques de type ont pour but de vérifier le niveau d’isolement assigné d’un appareil électrique. Si le champ électrique dépasse la tenue diélectrique de l'appareil, un claquage (ou décharge disruptive) se produit et l'appareil peut voir ses propriétés physiques modifiées de façon réversible ou irréversible. Dans le cas d'appareils à haute tension, la tenue diélectrique doit se régénérer après tout claquage éventuel dû à une surtension excessive, de façon à assurer la continuité de service après l'élimination du défaut.

Les appareils qui utilisent un gaz sous pression pour l’isolement doivent être essayés dans le cas le plus défavorable, c'est-à-dire avec la pression de gaz minimale.

Ces essais sont exigés pour toutes les tensions assignées et sont effectués seulement sur un appareil sec. Selon la procédure CEI, une série de 15 chocs est appliquée pour chaque configuration d’essai et pour chaque polarité de tension. Les essais de tension aux chocs de foudre sont satisfaisants si le nombre de décharges disruptives ne dépasse pas deux pendant chaque série de 15 chocs.

Une onde de choc de foudre est caractérisée par un front très rapide, la crête de tension est atteinte après environ 1,2 microseconde. La valeur de crête de la tension est définie par la norme CEI en fonction de la tension assignée, des valeurs sont données à titre d'exemple par le tableau du chapitre Niveau d'isolement assigné .

Ces essais sont exigés uniquement pour les tensions assignées supérieures à 245 kV. Ils sont effectués, à sec et sous pluie, pour les deux polarités de tension. Selon la procédure CEI, une série de 15 chocs est appliquée pour chaque configuration d’essai. Le critère de réussite aux essais est le même que pour les essais de tension de chocs de foudre.

La durée de montée d'une onde de choc de manœuvre est beaucoup plus lente que celle d'une onde de choc de foudre, de l'ordre de 250 microsecondes. À tension crête égale, la tenue en tension d'une isolation est généralement plus faible avec ce type d'onde de choc.

Ces essais ont pour but de vérifier la tenue de l'appareil dans le cas où une surtension à fréquence industrielle (50 ou 60 Hz) se produit sur le réseau, par exemple à la suite d'une perte de charge. Ils sont exigés pour toutes les tensions assignées. Selon la norme CEI, une tenue pendant une minute est exigée à sec et sous pluie. Aucune décharge électrique (ou décharge disruptive) n’est admise pendant l’essai à sec. L’essai sous pluie peut être répété si une décharge se produit, mais aucune autre décharge n’est permise.

Ces essais ont pour but de vérifier qu'il n'y a pas d'échauffement excessif des pièces d'un appareil lorsqu'il conduit en permanence son courant assigné en service continu. Le tableau suivant donne à titre indicatif des valeurs maximales de températures et d'échauffements admissibles pour l'appareillage électrique.

Les essais sont effectués en maintenant le courant exigé sous une tension réduite et en mesurant les échauffements obtenus en divers points de l'appareil jusqu'à stabilisation des valeurs, généralement après une dizaine d'heures de maintien du courant.

Les essais d'endurance mécanique ont pour but de vérifier la robustesse d’un appareil et sa capacité de fonctionner normalement pendant toute sa durée de vie, soit pendant environ 25 ans. En fin de vie, il doit encore être capable de conduire son courant assigné en service continu, de supporter son courant assigné de courte durée admissible et de conserver son niveau d’isolement assigné.

Pendant les essais d'endurance, l’appareil doit fonctionner uniquement sur ordre et ses caractéristiques fonctionnelles doivent rester dans les tolérances données par le constructeur. Après les essais il ne doit pas y avoir d’usure excessive des pièces, notamment des contacts.

Par exemple, pour un disjoncteur, l'appareil doit effectuer 2 000 cycles de manœuvres à la température ambiante, un cycle de manœuvres étant une opération d'ouverture du disjoncteur suivie d'une opération de fermeture (c'est une des séquences de manœuvres que l'appareil doit effectuer en service, car après avoir ouvert un circuit, en séparant ses contacts, il doit être capable de le refermer pour permettre à nouveau au courant de circuler et par exemple d'alimenter une charge).

Une endurance mécanique étendue avec 10 000 cycles de manœuvres peut être demandée dans des cas particuliers.

Sur demande, des essais mécaniques peuvent aussi être effectués à basse et à haute température. Ils ont alors pour but de vérifier le bon fonctionnement et l'étanchéité dans des conditions extrêmes de température.

Ces essais d'endurance mécanique, qui s'ajoutent aux autres essais de type décrits précédemment, permettent d'assurer une très bonne fiabilité en service, avec un faible taux d'incidents majeurs comme cela a pu être vérifié par les études faites périodiquement par le CIGRE. En conséquence, il n'y a pas eu d'accident majeur sur les réseaux à haute tension qui pourrait être imputé à un défaut de l'appareillage, les pertes importantes d'alimentation dans un réseau (blackout) sont généralement dues à des défauts sur des lignes et à la perte d'une partie du réseau par surcharges en cascade sur les autres lignes.

Par ailleurs des essais supplémentaires peuvent être exigés en fonction des conditions de service, par exemple des essais de tenue aux séismes ou des essais de fonctionnement sous glace pour des sectionneurs de postes AIS.

Des essais sont de qualification sismique sont effectués sur demande du client pour vérifier la capacité d’un appareil à supporter un séisme d’accélération au sol donnée (0,2 – 0,3 ou 0,5 g, où g désigne l'accélération due à la pesanteur). Une démonstration par le calcul est en principe suffisante si elle s’appuie sur une vérification expérimentale des fréquences propres et des amortissements associés. Dans le cas de séisme de forte intensité (0,5 g), des essais en vraie grandeur sur table vibrante sont exigés si les dimensions de l’appareil le permettent. Ils se composent d’un essai de balayage en fréquence dans chaque direction afin de déterminer les modes propres de vibration et leur amortissement, et d'essais de tenue dynamique d’une durée de 30 secondes ou une minute. Pour les disjoncteurs, la CEI a publié le guide de qualification sismique TR 62271-300.

La norme CEI définit un certain nombre d'exigences qui doivent être respectées par le constructeur lors de la conception du matériel. Elles concernent les équipements auxiliaires et de commande, le raccordement à la terre, les enveloppes des appareils du type blindé, les organes de manœuvre, les dispositifs de verrouillage, les isolateurs d'extérieur, l'étanchéité, le risque de feu, la compatibilité électromagnétique (CEM) et la corrosion.

Dans le cas d'appareils à pression autonome de gaz (sans compresseur), le taux de fuite relatif de chaque compartiment ne doit pas dépasser 0,5 % et 1 % par an pour le SF6 et les mélanges comprenant du SF6. Ces valeurs résultent d'une volonté de l'industrie électrique de réduire significativement les fuites possibles vers l'atmosphère. L’intervalle entre compléments de remplissage doit être d’au moins 10 ans pour les appareils qui utilisent le SF6.

Les appareils à pression scellés sont tels qu'aucun remplissage de gaz n'est nécessaire pendant leur durée de service escomptée de 20 ans, 30 ans ou 40 ans. Le taux de fuite de ceux qui sont remplis de SF6 peut être considéré comme étant inférieur à 0,1 % par an.

Le nombre de producteurs majeurs d'appareillages à haute tension est relativement faible car de nombreux regroupements / acquisitions ont été faits dans les années 1990/2000. Pour la transmission d'énergie, les principaux producteurs sont : ABB, Areva T&D, Siemens, Toshiba, Mitsubishi et HVB AE Power Systems (ex Hitachi). Dans le domaine de la distribution d'énergie il faut ajouter essentiellement Schneider Electric et Eaton/Cutler-Hammer.

Pour ce qui concerne la France, les producteurs font partie d'un groupement appelé le GIMELEC (Groupement des industries de l'équipement électrique, du contrôle commande et des services associés); les principaux constructeurs sont Areva T&D, Siemens, Schneider Electric, EGIC, Ferraz Shawmut et Ormazabal. Pour l'ensemble de la profession, le chiffre d’affaire réalisé en 2006 à partir de la France s’élève à 10,7 milliards d’euros.

Sur le plan européen, les constructeurs d'appareillages électriques font partie de T&D Europe et de ORGALIME (European Engineering Industries Association representing the interests of the Mechanical, Electrical, Electronic and Metalworking Industries).

T&D Europe regroupe des associations nationales de producteurs, telles que le Gimelec en France, et 550 constructeurs en Autriche, Belgique, Finlande, France, Allemagne, Italie, Pays-Bas, Espagne et Royaume-Uni. Les compagnies emploient un total de 200 000 personnes en Europe et ont un chiffre d'affaire combiné de 25 milliards d'euros.

Dans la haute tension B, les utilisateurs sont essentiellement des entreprises productrices d'électricité comme EDF ou de transport de l'énergie électrique comme RTE. Des regroupements se sont produits entre utilisateurs d'appareils à haute tension à la suite de la libéralisation du marché de l'énergie électrique, plusieurs marchés nationaux sont restés traditionnellement dominés par quelques sociétés d'État. Parmi les principaux utilisateurs, on peut aussi citer : RWE et E.ON en Allemagne, Tokyo Electric Power au Japon, State Grid Corporation of China en Chine, Power Grid Corporation of India en Inde, Enel et Terna en Italie, Edelca au Venezuela, Furnas au Brésil, ESCOM en Afrique du Sud, Hydro-Québec et BC Hydro au Canada et AEP, Tennessee Valley Authority, Bonneville Power Administration (BPA) aux États-Unis.

La situation est sensiblement différente dans la haute tension A avec aussi de grandes sociétés de distributions d'électricité, EDF par exemple, mais aussi de nombreux industriels qui sont alimentés sous une tension de 10 à 22 kV, ou plus rarement en haute tension B. Les entreprises ferroviaires sont aussi d'importants utilisateurs d'appareillage électrique à haute tension.

Les utilisateurs et producteurs européens sont regroupés au sein d'Eurelectric (The association of the electricity industry in Europe: electricity producers, suppliers, traders and distributors from the EU and other European countries).

En Australie, où le marché pour les équipements électriques à haute tension représente environ 1,8 milliard d'euros, de nombreux utilisateurs transportent et distribuent l'électricité par régions ou États, l'un des principaux est Transgrid en Nouvelle-Galles-du-Sud.

C'est en Chine que la consommation d'électricité et par suite les besoins en puissance installée et en équipements à haute tension augmentent le plus rapidement; la puissance installée est de 600 000 MW (Méga watts) en 2006 et devrait atteindre 1 300 000 MW en 2020. À titre de comparaison une tranche de centrale nucléaire fournit environ 1 200 MW. Pour faire face à l'augmentation de leur consommation et transporter l'énergie électrique sur de grandes distances, la Chine prévoit de mettre en service dès 2008 un réseau à ultra haute tension 1 100 kV.

Les États-Unis ont en décembre 2005 le quart de la puissance installée dans le monde avec 1 067 000 MW ou 1,067 téra watts, leur capacité devrait augmenter de 292 000 MW jusqu'en 2030 pour répondre à la demande des consommateurs.

Des études ont été menées pour évaluer l'impact environnemental de l'appareillage à haute tension. Elles ont pour but de mesurer cet impact depuis la fabrication des pièces jusqu'au démantèlement du produit en fin de vie. Le logiciel EIME est généralement utilisé pour faire ce type d'évaluation,.

Les études menées à ce jour ont conclu que les solutions actuelles ont un impact sur l'environnement inférieur à celui des générations antérieures qui utilisaient l'air ou l'huile comme milieu pour la coupure et l'isolement. De nombreux facteurs peuvent expliquer cette réduction de l’impact sur l'environnement, parmi eux : la réduction des dimensions et de la quantité de matière utilisée pour l'appareillage, la réduction des énergies de manœuvre qui a permis d'utiliser des commandes à ressort qui ont moins d’impact sur l'environnement que les commandes oléopneumatiques (à huile) utilisées par le passé.

Par ailleurs, ces études ont montré que ce sont les pertes par effet joule qui ont le plus d'impact sur l'environnement, cet impact est cependant limité dans la mesure où la résistance d’un appareil à haute tension ne vaut que quelques dizaines de micro-Ohms.

Parmi les différents types d'installations, ce sont les GIS et les solutions compactes qui auraient le moins d'impact, du fait de leur compacité, mais les postes AIS restent les plus économiques et demeurent la solution le plus souvent retenue lorsqu’il n’y a pas de contraintes trop exigeantes d'encombrement ou de pollution.

L'appareillage électrique à haute tension est l'objet d'études et de normes par plusieurs organismes internationaux car c'est un élément important de tout réseau électrique à haute tension.

Le comité d'étude A3 du CIGRÉ (Conseil international des grands réseaux électriques) organise des conférences et effectue des travaux techniques de portée mondiale sur les équipements des postes à haute tension, en particulier sur l'appareillage électrique à haute tension, . Le CIRED (Congrès international des réseaux électriques de distribution) organise des conférences biennales pour les matériels des réseaux de distribution.

La Commission électrotechnique internationale (CEI), et plus particulièrement son comité d'études TC17, , rédige des normes sur l'appareillage à haute tension qui sont reconnues dans plus de cent pays.

Le comité appareillage de IEEE (IEEE Switchgear Committee) fait des études et rédige des normes sur l'appareillage électrique qui sont essentiellement utilisées en Amérique du Nord. Les normes CEI et IEEE pour l'appareillage électrique à haute tension sont en cours d'harmonisation.

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Petit éolien

Petite éolienne à courant continu

Le petit éolien, ou éolien individuel ou encore éolien domestique, désigne les éoliennes de petites et moyennes puissances, de 100 watts à 20 kilowatts, montées sur des mâts de 10 à 35 mètres, raccordées au réseau ou bien autonomes en site isolé. Le petit éolien est utilisé pour produire de l'électricité et alimenter des appareils électriques (pompes, éclairage, ...) de manière économique et durable, principalement en milieu rural. Par exemple, une petite éolienne accompagnée d'un module solaire photovoltaïque et d'un parc de batteries peut garantir l'autonomie énergétique d'un voilier (éclairage, instruments de bord...).

L'élément essentiel pour qu'une petite éolienne soit économiquement rentable est le vent, qui doit être à la fois puissant et fréquent.

Les petites éoliennes classiques sont généralement à axe horizontal. Elles comprennent le plus souvent deux à trois pales et développent une puissance électrique de 100 watt à 20 kW. Elles sont fabriquées soit par des professionnels (AWP, Bergey, Eoltec, Lakota,...), soit en autoconstruction (selon les modèles de Hugh Pigott par exemple).

En décembre 2004, a été ouvert à Narbonne (Aude) le Site Expérimental pour le Petit Éolien de Narbonne (Sepen) pour obtenir des données fiables sur les performances de ces équipements. Cette installation permet de tester dans des conditions de vent fort et soutenu, les performances de 4 « petites » éoliennes de moins de 10 kilowatts.

Le projet intitulé les Moissonneurs du Vent de la société Rebiwind SARL se propose de créer un groupement d'achat pour les agriculteurs souhaitant installer une petite éolienne sur leur terre La coopérative Enercoop s'est engagée en 2006 à acheter le courant électrique produit.

Les éoliennes dites urbaines sont des éoliennes développées pour l’environnement urbain, généralement de petite ou moyenne puissance (jusqu'à 6 kW). Les éoliennes urbaines à axe vertical doivent être plus résistantes aux vents variables sans exiger de dispositif d'orientation au vent (qui est très sollicité pour les éoliennes à axe horizontal quand le vent est turbulent).

En milieu urbain, le vent est faible comparé aux terrains ouverts et surtout turbulent (variations rapides de vitesse et de direction du flux d'air). Le potentiel de cette technologie est discuté, les promoteurs soulignant que la production d'électricité serait décentralisée directement sur le bâtiment abritant les consommateurs d'énergie, tandis que les opposants pointent le fait que le vent est très faible et très irrégulier en milieu urbain.

L’éolien en milieu urbain est actuellement testé et validé par des entreprises françaises comme H2 Développement ou Gual . Des programmes d’études sont en cours aux Pays-Bas (prototype Turby de l’Université de technologie de Delft) et aux États-Unis .

Selon l’Agence régionale de l'environnement et des nouvelles énergies (ARENE), c’est « une filière encore à l’état de recherche-développement, une application économiquement viable pour les particuliers mais peu de références et de retour d'expériences et des contraintes techniques et économiques, et des incertitudes règlementaires. ».

Depuis décembre 2007 un mode d'éclairage autonome utilisant le petit éolien a été implanté à Issy-les-Moulineaux, depuis ce procédé est implanté dans plusieurs villes françaises et en Algérie.

Les petites éoliennes peuvent être utilisées pour l'électrification de site isolé, que ce soit dans les pays développés ou dans le cadre de programmes d'électrification dans les pays en voie de développement (voir l'ONG blueenergy).

Pour stabiliser la production, on les associe à un générateur ou des batteries (éventuellement avec une autre source comme des panneaux photovoltaïques).

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Nicole Filion

Romancière, nouvelliste, artiste en arts visuels, Nicole Filion est née à Québec en 1946.

Elle habite la vallée de la Matapédia depuis 1976. Venue tardivement à l’écriture, elle est l’auteure de huit ouvrages, tous publiés aux Éditions Trois-Pistoles. On lui doit également plusieurs fictions radiophoniques qui ont été diffusées sur la chaîne culturelle de Radio-Canada.

En 1995, son récit Ne touchez ni aux appareils électriques ni à la cafetière lui a valu le prix Jovette-Bernier du Salon du livre de Rimouski. Elle a également remporté le premier prix des Concours littéraires 2003 de la Société Radio-Canada (catégorie Nouvelles) pour un texte intitulé Librairie de la place. Bénéficiaire de plusieurs bourses du Conseil des Arts et des Lettres du Québec et du Conseil des Arts du Canada, elle s’implique activement dans la vie littéraire et artistique de sa région.

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Source : Wikipedia