Le réseau électrique européen est basé sur le courant alternatif et sur un rythme précis, qui était jusqu’à présent imposé par les grandes centrales électriques dotées de lourdes turbines. Avec l’abandon du charbon et du nucléaire, ces horloges disparaissent à vue d’œil. Ce qui semble n’être qu’un détail technique est en réalité un défi majeur de la transition énergétique. Sans fréquence stable, les pannes de courant et l’instabilité du système menacent.
Comme les installations éoliennes et solaires fournissent du courant continu, il faut des onduleurs qui le convertissent en courant alternatif compatible avec le réseau. Jusqu’à présent, ceux-ci suivent passivement la cadence existante. Mais avec la disparition des centrales électriques traditionnelles, un changement de paradigme s’impose. À l’avenir, les onduleurs devront eux-mêmes former le réseau, un défi que l’ETH Zurich a relevé avec succès.
Un algorithme au lieu d’une déconnexion
Sous la direction du professeur Florian Dörfler, une équipe de recherche de l’ETH Zurich a mis au point une commande révolutionnaire pour les onduleurs. Celui-ci empêche les installations de s’éteindre automatiquement en cas de défaillance du réseau, comme des chutes de tension. Au lieu de cela, ils restent connectés au réseau et stabilisent activement la fréquence, tout en limitant de manière autonome leur production d’électricité. Un mécanisme de protection qui évite les surcharges tout en soutenant le réseau.
La solution est purement logicielle et donc directement utilisable dans l’industrie. Les premiers tests pratiques en laboratoire ont été concluants. Les nouveaux algorithmes font l’objet d’une demande de brevet et pourraient être intégrés rapidement dans les systèmes de contrôle industriels.
Feuille de route pour la transition énergétique
L’approche innovante de l’EPFZ a le potentiel de devenir l’épine dorsale de l’approvisionnement électrique de demain. Décentralisé, flexible, stable, un réseau électrique qui ne sera plus soutenu par quelques grandes centrales électriques centralisées, mais par des milliers de centrales solaires et éoliennes contrôlées de manière intelligente.
Les partenaires industriels sont invités à travailler avec les étudiants de l’ETH à la mise en œuvre, par exemple par le biais de travaux de master dans les entreprises. Il en résulte un transfert direct de connaissances de la recherche vers l’industrie et, en fin de compte, vers les réseaux électriques européens.
La contribution à la transition énergétique est considérable. La solution augmente la sécurité du réseau, réduit le risque de black-out et rend la transition vers les énergies renouvelables techniquement réalisable. Un élément central pour un avenir énergétique résilient et durable.