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La vague de froid de février 2012
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La vague de froid de février 2012
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La vague de froid de février 2012
La France a connu début février 2012 un événement météorologique excep-tionnel avec une vague de froid d’une durée et d’une ampleur inédite depuis presque vingt ans. Cette vague de froid a conduit à des pics de consomma-tion électrique dépassant pour la première fois le seuil symbolique de 100 GW, soit 30% de plus qu’il y a dix ans. De surcroît, les consommations ont dépassé la pointe maximale précédente, datant de l’hiver dernier, pendant 18h sur les trois jours les plus froids, autour de 19h, mais aussi sur la plage horaire comprise entre 8h et 14h.
Grâce à la mobilisation de tous les acteurs, le réseau de transport d’électricité a su faire face et son maillage a permis de franchir cette situation sans inci-dent grave. Mais, ne nous le cachons pas, chaque hiver sera de plus en plus diffi cile en cas de vague de froid de cette ampleur. En eff et, la France est de plus en plus « thermosensible » : 1 °C de moins augmente la puissance appelée de 2 300 MW aujourd’hui. Nos modes de vie, nos modes de chauff age, augmen-tent la sensibilité de notre système électrique à ces situations, alors que d’autres pays sont plus dépendants du gaz, et de son importation, pour leur économie ou leur chauff age.
C’est un défi collectif que nous devons relever. Comment faire face aux prochains hivers ? Nous devons nous interroger pour évaluer dans quelle mesure les capacités françaises de production et de transport d’électricité, aussi importantes soient-elles, seront toujours suffi santes pour faire face aux besoins en cas de grand froid. Nos marges sont en eff et limitées et si la bonne disponibilité des ouvrages et de la production était au rendez-vous cet hiver, le sera-t-elle à nouveau dans des circonstances analogues, voire plus sévères ?
C’est pour éclairer les réponses à apporter que RTE a souhaité présenter, avec le recul nécessaire, l’analyse de cette vague de froid au travers de ses impacts sur le système électrique français et sur les échanges avec les pays voisins.
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Du 1er au 13 février 2012, la France a connu, selon Météo-France, une vague de froid exceptionnelle qui a touché l’ensemble du territoire métropolitain.Durant cet épisode, les tempéra-tures très basses se sont accompa-gnées d’un vent souvent soutenu qui a considérablement accru la sensation de froid, ainsi que de chutes de neige jusqu’à basse altitude, qui ont aussi touché les régions méditerranéennes.Si la vague de froid a concerné tout le pays, l’extrême ouest de la France a connu des conditions un peu moins sévères, notamment la région Bretagne.
Évolution de la température en France au cours de l’hiver 2011-2012
Conditions anticycloniques de l’Espagne à la Russie
Neige au sol sur une partie de la France.Image satellite du 04 février 2012 à 12h UTC, satellite MSG02
Source : Météo-France
Source : Météo France
La France a été marquée par une vague de froid exceptionnelle
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La vague de froid de février 2012
Cette vague de froid se situe parmi les trois plus sévères des trente dernières années. A l’échelle de la France, cet épisode est tout à fait exceptionnel : une telle vague de froid n’avait pas été observée dans le pays depuis janvier 1987.En termes d ’intensité globale, il s’agit de la cinquième vague de froid la plus sévère observée depuis 1947 en France. Cette vague de froid, qui a duré treize jours, se caractérise aussi par sa durée rela-
tivement longue. Mais que ce soit en termes de durée ou d’intensité globale, elle reste malgré tout loin des vagues de froid historiques de février 1956, janvier/février 1963 et janvier 1985.
Elément notable, le pic de froid maximal atteint au cours de cet épisode est resté assez modeste, comparé à ceux de la plupart des vagues de froid antérieures à la fi n des années quatre-vingts.
Températures moyennesjournalières brutes
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13 déc. 20 déc. 27 déc. 03 janv. 10 janv. 17 janv. 24 janv. 31 janv. 07 févr. 14 févr. 21 févr. 28 févr. 07 mars
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La pointe de consommation obser-vée en 2012 se situe à 102 100 MW. Pour la première fois, elle dépasse l e s e u i l « s y m b o l i q u e » d e s 100 000 MW.
Trois jours ont vu la consomma-tion française dépasser le pic de consommation constaté l ’hiver précédent, en décembre 2010. Sur ces trois jours, la consommation a
été supérieure pendant 18 heures à la pointe de 2010, notamment autour de 19h, mais également sur la plage horaire comprise entre 8h-14h.
La vague de froid a conduit à des consommations élevées non seulement à la pointe du soir, mais également en journée et la nuit. Ainsi, le creux de nuit du 8 février est au même niveau que le plateau de la matinée du 1er février, et bien supérieur à la pointe du 25 janvier. La pointe de consommation autour de 19h est le fruit des activités tertiaires fi nis-santes, du pic d’activité des trans-ports en commun et de la reprise des activités domestiques autour du repas du soir.
Les données affi chées sur le graphique correspondent à des données consolidées de comptage, plus précises que les données disponibles en temps-réel qui sont élaborées à partir de télémesures et d’estimations.
Des consommations exceptionnellement élevées
Les données affi chées sur le graphique correspondent à des données consolidées de comptage, plus précises que les données disponibles en temps-réel qui sont élaborées à partir de télémesures et d’estimations.
Pointes de consommation journalière pendant la vague de froid
Courbes de charge du mercredi avant et pendant la vague de froid
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Pointes du matinPointes du soirPrécédent pic historique (15/12/2010)
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La vague de froid de février 2012
Montagne de charge de l’hiver 2011-2012
Evolution des pointes de consommation depuis 10 ans
Les couleurs traduisent le niveau de consommation en fonction du jour et de l’heure
A l’échelle de la saison, cett e vague de froid se démarque fortement du reste de l’hiver, marqué par des tem-pératures plutôt douces.
Depuis d i x ans , on cons t ate une augmentation des pics de consommation plus rapide et plus dynamique que celle relevée sur la consommation annuelle d’éner-gie électrique. Ainsi, le maximum historique est passé de 75 000 MW dans les années 2000 à plus de 100 000 MW cet hiver.La pointe de l’hiver 2011-2012 est supérieure aux hypothèses du Bilan Prévisionnel* et atteint le niveau de consommation attendu à partir de l’hiver 2013-2014. Cela s’explique par l ’ampleur de cette vague de froid qui dépasse celle de la vague de froid « décennale » retenue comme hypothèse de référence pour l’analyse de l’équi-libre entre l ’offre et la demande dans le cadre du Bilan Prévisionnel.
L’écart de 5 GW entre les pointes de consommation de l’hiver 2011-2012 et de l’hiver 2010-2011 est dû au fort accroissement de la consommation du chauff age élec-trique des particuliers et des entre-prises face à une sévère vague de froid, partiellement atténué par les consommations moindres des processus industriels dans le contexte de crise économique.
La hausse des consommations résidentielles s’explique par trois facteurs principaux :
La progression démographiqueActuellement, la croissance de la consommation française d’électri-cité est surtout tirée par les ménages (le secteur résidentiel). Ceci est naturellement lié à l’augmentation progressive de la population. Mais plus encore, l ’accroissement du nombre de foyers, lié à l’évolution des modes de vie (vieillissement de la population, familles monoparen-tales…), renforce cette évolution.
Des nouveaux usages électriquesPar ailleurs, les foyers français sont de plus en plus équipés en appa-reils électriques. La généralisation de l’électroménager (cuisson élec-trique, lave-linge, lave-vaisselle…) a plus récemment été suivie par celle des appareils électroniques
ou du multimédia (ordinateurs, écrans plat s , mobi les divers , « boxes » Internet ou autres…).
La « thermosensibilité » de la consommation d’électricitéLe chauff age électrique s’est large-ment développé en France depuis les années 70. Depuis 2005, plus de 50% des logements neufs sont équipés en chauff age électrique, en 2009, ce taux a même atteint 70%. En 2010, 35% du parc total de logements (neuf et ancien) était chauffé à l ’électricité, soit 9,5 millions de logements envi-ron. L’évolution vers des modes de chauff age plus effi caces (pompes à chaleur performantes) n’a pas encore d’eff et visible sur l’évolution de la thermosensibilité.
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10/12/2002 Jeudi
09/01/2003 Lundi
28/02/2005Vendredi
27/01/2006 Lundi
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15/12/2010Mercredi
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Supérieur à 95 GWde 90 à 95 GWde 86 à 90 GWde 83 à 86 GW
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novembre 11
*Bilan Prévisionnel : http://www.rte-france.com/fr/mediatheque/documents/l-electricite-en-france-donnees-et-analyses-16-fr/publications-annuelles-ou-saisonnieres-98-fr/bilan-previsionnel-de-l-equilibre-off re-demande-100-fr 7
Une sensibilité de la consommation à la température toujours élevée
Consommation et part thermosensible
Sensibilité de la consommation à la température en France et en Europe
La part thermosensible est esti mée stati sti quement par RTE, les mesures de consommati on par usage n’étant pas disponibles, et correspond prin-cipalement au chauff age électrique.
La part thermosensible de la consom-mati on représente en moyenne 40% sur l’ensemble de la vague de froid et 38% à la pointe le 8 février à 19h.
La sensibilité à la température de la consommati on d’électricité, qui a fortement augmenté au cours des dix dernières années, est aujourd’hui esti mée à 2 300 MW/°C à 19h, heu-re de la pointe de consommati on journalière en hiver. Elle représente aujourd’hui le double de la consom-mati on de l’agglomérati on de Mar-seille pour chaque degré en moins en période froide.
Cett e thermosensibilité est bien plus importante en France que dans les autres pays européens. Elle représen-te près de la moiti é de la thermosen-sibilité européenne totale. A con-trario, la moindre sensibilité de nos voisins, au plan électrique, se traduit généralement par des tensions sur l’approvisionnement en gaz et par la disponibilité de moyens de produc-ti on à l’étranger qui autorise le re-cours à l’importati on pour compléter la couverture des besoins en France.
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La vague de froid de février 2012
La mobilisation des moyens de production
Couverture de la demande le mercredi 8 février 2012 à 19h
Couverture de la demande le mercredi 8 février 2012La disponibilité du parc de produc-
tion français a été bonne pendant la vague de froid. En eff et, seule-ment trois tranches nucléaires sur cinquante-huit étaient à l’arrêt ainsi que cinq tranches thermiques à combustible fossile sur plus de quatre cents raccordées au réseau de transport d’électricité. Bien que l’équilibre entre l’off re et la demande ait pu être respecté pendant la vague de froid, i l convient de souligner que la tota-lité des moyens disponibles en France a été sollicitée.
Durant la vague de froid, le parc électrique français a été très solli-cité pour couvrir la forte demande.Le mercredi 8 février, le parc n u c l é a i r e a p ro d u i t p r è s d e 60 000 MW en bande couvrant ainsi entre 58% et 70% de la demande. Les énergies renouve-lables hors hydraulique ont produit entre 2 500 et 4 500 MW, couvrant entre 2% et 5% de la demande. Durant l ’hiver et plus particuliè-rement les périodes de froid, la production thermique à combus-tible fossile est particulièrement sollicitée. Si elle représente moins de 10% de la production totale sur l’année 2011, elle a couvert entre 15% et 20% de la consommation le mercredi 8 février.La production hydraulique (entre 6 500 MW et 14 000 MW), y compris le pompage, et les importations (entre 3 500 MW et 7 500 MW) ont
eu un rôle prépondérant d’ajuste-ment pour équilibrer l ’offre et la demande d’électricité en France.Le remplissage des réser voirs avant la vague de froid était meil-
leur qu’en 2011 et dans la moyenne des dix dernières années à la même période. Après la vague de froid, il était à un de ses plus bas niveaux des vingt dernières années.
pompage (-) importations (+) hydraulique (+)thermique à combustible fossile (+) autres ENR (+)éolien (+) nucléaire (+) consommation
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La contribution de la production éolienne
Production éolienne française
Taux de couverture journalier de la consommation par la production éolienne
Malgré les conditions anticyclo-niques qui sévissaient sur l ’en-semble de l’Europe, la production éolienne française a été relative-ment élevée. La production éolienne a varié au cours de la vague de froid entre 500 MW et 4 500 MW. Elle a été particulièrement importante les trois premiers jours de la vague de froid. Egalement importante la nuit du 7-8 février, elle était en revanche assez faible au moment du pic de consommat ion du mercredi 8 février et très faible dans la matinée du 9 février.
La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.
Taux de couverture journalier de la consommation par la production éolienne
La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.
Durant la vague de froid la produc-tion éolienne a permis de couvrir en moyenne entre 2% et 2,5% de la consommation. Au mieux, elle a couvert 5% de cette dernière et
dans le cas le moins favorable un peu moins de 1%.Le parc éolien français a été plus productif en moyenne durant la vague de froid que pendant l’en-
semble de l’année 2011 : le facteur de charge moyen durant la période a été légèrement supérieur à 30%, contre 21,3% en moyenne sur 2011.
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10
La vague de froid de février 2012
La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.
La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.
La moyenne, ainsi que le minimum et le maximum, sont calculés par demi-heure sur les treize jours de la vague de froid.
Production renouvelable allemande
Facteur de charge de la production éolienne française
Facteur de charge de la production éolienne allemande
Durant la vague de froid l ’éolien français a produit en moyenne plus que l’éolien allemand malgré un parc plus de quatre fois moins important, en raison de condi-tions de vent diff érentes entre les deux pays. Le facteur de charge moyen sur la période est resté autour de 5% en Allemagne. La production photovoltaïque alle-mande a quant à elle été impor-tante notamment sur la première semaine de la vague de froid. Elle était en revanche plus faible les 7 et 9 février.
Fact
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(%)
Fact
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source : htt p://www.transparency.eex.com/en
source : htt p://www.transparency.eex.com/en
source : htt p://www.transparency.eex.com/en
11
Le rôle des importations dans l’équilibre offre-demande
Solde des échanges contractuels pendant la vague de froid
Les échanges aux frontières ont été fortement mobilisés sur toute la période de la vague de froid et les importations ont atteint la capacité limite du réseau en France.
Hormis les deux premiers jours où les exports sont restés prédomi-nants, le solde des échanges a été constamment importateur, attei-gnant un maximum supérieur à 9 000 MW le 9 février à 9h.
Couverture journalière de la demande par les échanges
Le taux de couverture de la demande par les échanges est la part de la consommation française couverte par les importations d’énergie. Par conséquent, ce taux de couverture est négatif lorsque le solde est exportateur (exemple lors des deux premiers jours de la vague de froid lorsque la France maintient un bilan exportateur).
Par convention, le solde des échanges avec l’étranger est négatif lorsque le bilan est importateur et positif lorsqu’il est exportateur
Les imports ont permis de couvrir en moyenne 5% de la consomma-tion et au maximum 9%. On peut noter leur contribution particuliè-
rement significative en première partie de journée puis dans une moindre mesure pendant les quelques heures autour de la
pointe du soir. Ce profi l peut s’inter-préter en corrélation probable avec la gestion de la production hydrau-lique.
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12
La vague de froid de février 2012
Solde des échanges contractuels horaires moyensUne valeur négative indique un solde importateur, une valeur positive un solde exportateur.
Echanges contractuels moyens (MW)
Echanges contractuels le mercredi 8 février à 19h (MW)
Echanges contractuels le jeudi 9 février à 9h (MW)
L a Fr a n c e a m a jo r i t a i r e m e nt impor té de l ’électricité depuis l ’Allemagne, avec toutefois une réduction à 18h au moment de la pointe de consommation alle-mande. Compte tenu de la faiblesse de la production éolienne en Alle-magne pendant cette période, et dans le contexte de l ’arrêt de plusieurs centrales nucléaires dans ce pays, les moyens de productions thermiques à combustible fossile étrangers ont été fortement sollici-tés pour permettre de réaliser ces exports vers la France.
Au moment du pic de consomma-tion, le mercredi 8 février à 19h, les imports atteignent 8 600 MW et on
observe la contribution de tous nos voisins à ces importations d’énergie.
Echanges contractuels moyens (MW)
Echanges contractuels le mercredi 8 février à 19h (MW)
Echanges contractuels le jeudi 9 février à 9h (MW)
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Les impacts de la vague de froid sur les marchés
Évolution horaire des prix spot du 1er au 13 février 2012
Moyenne hebdomadaire des prix spot journaliers
Les prix spots français augmen-tent sensiblement pendant toute la vague de froid et reflètent les tensions rencontrées sur l ’Equi-libre Offre-Demande de manière globalement cohérente. Toute-fois, le 9 février, sur quelques pas horaires, les prix augmentent forte-ment sur EPEX Spot avec un maxi-mum de 2000 €/MWh enregistré entre 10 et 11 h et une moyenne de 367 € MWh sur la journée.
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EPEX Spot FranceEPEX Spot Allemagne
EPEX Spot FranceEPEX Spot Allemagne
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La vague de froid de février 2012
Les prix proposés par les acteurs de marchés sur le Mécanisme d’Ajustement pendant toute la vague de froid ont globalement suivi la tendance observée la veille sur le spot. Lors de la journée du 9 février comme
la tendance est à la baisse toute la journée, les prix à la hausse du mécanisme répètent les pics de prix enregis-trés sur le spot.
Prix (base) spot journalier sur le marché EPEX Spot (J-1)
Convergence des prix en base
Sur la période de la vague de froid, la hausse des prix sur les autres marchés CWE (Central West Europe : Allemagne, Belgique et Pays-Bas) est moins marquée qu’en France. Sur la période, les prix s’établissent autour de 67 €/MWh en Allemagne, 68 €/MWh aux Pays-Bas et 77,6 €/MWh en Belgique alors qu’en France ils dépassent 115 € MWh.
Les prix des bourses de la zone CWE divergent pendant toute la période et laissent le marché fran-çais isolé de ses voisins pendant plus d’un tiers du temps.
Les tensions sur les marchés spots se sont aussi répercutées sur les prix du mécanisme d’ajustement.
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Convergence CWEConvergence FR-BE-DEConvergence FR-BE-NLConvergence FR-BEConvergence FR-DEFrance isolée
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Les conséquences sur l’exploitation du système électrique
Les fortes tensions sur l’équilibre off re demande ont conduit RTE à faire appel à tous les leviers dispo-nibles pour assurer la sécurité d’ap-provisionnement.Des appels à la modération de la consommation ont été adres-sés via les médias, et grâce aux dispositifs EcoWatt des régions Bretagne et dans l’Est PACA. Des signaux tarifaires de type Eff ace-ment Jour de Pointe ont été trans-mis. Des contrats d’eff acement de consommation ont été sollicités par RTE pour lever des contraintes de congestion locale.
Le s c a p a c i té s c o m m e r c i a l e s d ’échange aux front ières ont été utilisées aux limites le jeudi 9 février. Le solde des imports physiques (dont le pér imètre inclut notamment la sollicitation à hauteur de 300 MW des contrats
d ’assistance entre les gestion-naires de réseaux de transport d’électricité – Mutual Emergency Assistance Service, MEAS) a atteint une valeur de 9 600 MW. La coor-dination étroite avec les gestion-naires de réseaux de transport
d’électricité voisins et le support de CORESO ont permis d’assurer la gestion de cette période de pointe tout en maintenant les marges de sécurité.
Equilibre off re-demande
Gestion des échanges et coordination avec les autres gestionnaires de réseau de transport d’électricité
La coordination entre gestion-naires de réseau de transpor t d’électricité avec le concours de CORESO a permis de réaliser des volumes d’échanges importants et inhabituels, permettant ainsi de concilier les besoins en énergie en France et la sécurité du réseau. La disponibilité du réseau et des moyens de production, la gestion des fl ux Nord-Sud et une produc-tion éolienne modérée en Alle-
magne ont été des éléments favo-rables. La coordination eff ectuée par CORESO a permis de « freiner » les flux Nord-Sud en utilisant les capacités de régulation des trans-formateurs déphaseurs situés en Belgique. On notera que le rapport ENTSO- E de novembre 2011 établi avec le concours des gestionnaires de réseau de transport d’électricité européen, avait mis en évidence
des contraintes sur plusieurs inter-connexions en Europe au cours de l’hiver 2011-2012, dont celles rencontrées en ce mois de février 2012. Ces études de contraintes largement partagées ont permis de mieux préparer la coordination entre RTE et les gestionnaires de réseau de transport d’électricité voisins, en lien avec CORESO.
Zoom : EcoWatt Bretagne
EcoWatt est un dispositif d’incitation à la maitrise de la demande d’élec-tricité mis en place par RTE en Bretagne dans le cadre du pacte électrique breton. Lancé à l’hiver 2008-09, le programme EcoWatt a vu son chiff re de participants bondir de 50% en un an et compte aujourd’hui près de 45 000 abonnés à ses alertes, dont 3 600 collectivités et entreprises, selon l’opérateur. EcoWatt nourrissait initialement l’ambition de toucher 50 000 foyers de consommation d’ici l’hiver 2013-14, sur les 1,9 million que compte la région, un objectif déjà quasiment atteint. Les partici-pants, prévenus par SMS, mail et réseaux sociaux sont invités à réduire ou à reporter leur consommation d’électricité lors des alertes. Compte tenu du nombre d’EcoW’acteurs, RTE estime entre 1 et 3% la réduction de la consommation bretonne aux heures les plus chargées permise par ce dispositif.
16
La vague de froid de février 2012
Maîtrise de la sûreté et du plan de tension sur le réseau français
La sûreté du système électrique a été assurée tout au long de la période de grand froid dans le respect des marges de sécurité habituelles, tant sur le plan de l’équilibre offre-demande et de la fréquence, que de la gestion des transits et des tensions. La mobili-sation des équipes opérationnelles de RTE a permis d’assurer l’alimen-tation de la clientèle dans la durée. La bonne disponibilité des ouvrages du réseau et des moyens de produc-tion sur l’ensemble du territoire ont été des éléments favorables pour la gestion des fl ux d’énergie.
La sûreté de fonctionnement du système électrique
La maîtrise de la sûreté de fonctionnement du système électrique est au cœur de la mission de service public assurée par RTE. Elle se défi nit comme l’aptitude à assurer le fonctionnement normal du système élec-trique, limiter le nombre d’incidents, éviter les grands incidents et limiter leurs conséquences lorsqu’ils se produisent.Au plan technique, il s’agit de se prémunir contre quatre phénomènes critiques majeurs susceptibles de conduire au black-out : les surcharges des lignes se propageant en cascade, susceptibles d’engendrer le déclen-chement des lignes par « eff et domino », les écroulements de la tension électrique (par écroulement, on entend la baisse brutale et généralisée de la tension sur le réseau), les écroulements de la fréquence (50 Hz en mode normal), la rupture de synchronisme (c’est-à-dire que la fréquence n’est plus homogène sur l’ensemble du réseau).
La tenue de la tension sur le réseau a été le principal enjeu pendant la vague de froid. Des contraintes sont apparues principalement dans les régions Ouest et Normandie, aux heures de pointe de consommation. Le recours aux moyens de produc-tion de pointe du type turbine à combustion et fi oul a été nécessaire pour lever ces contraintes.Dans ces régions, les dévelop-pements récents du réseau et la
mobilisation des nouveaux moyens d e compens at ion ont per mis de répondre à des niveaux de consommation jamais enregistrés. Néanmoins, sur les deux régions précitées, lors des pointes de consommation du matin des 7 et 8 février, il a été nécessaire de recou-rir à des actions de sauvegarde pour conserver la maîtrise de la tension et pour prévenir tout risque d’écrou-lement de tension.
Dispatching de RTE
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Direction Économie Prospective et Transparence1, terrasse Bellini - TSA 4100092919 La Défense Cedexwww.rte-france.com
Cré
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