Remonter le temps pour localiser les courts-circuits

Lorsqu’un arbre, le vent ou de la glace endommage un câble à haute tension, il faut trouver rapidement la faille. Les compagnies d’électricité doivent réparer au plus vite, afin d’assurer la qualité de la production et d’éviter des pannes en cascade. Le système le plus utilisé consiste à poser des capteurs à intervalles réguliers pour découvrir quel tronçon est privé de courant. Un technicien doit ensuite se rendre sur place et examiner visuellement le câble pour trouver le problème.

Aujourd’hui, des chercheurs de l’EPFL ont mis au point une méthode qui permet de savoir instantanément et précisément à quel endroit s’est produit le court-circuit. Cette technologie est basée sur la théorie de la «machine électromagnétique à remonter le temps» (EMTR), un procédé déjà utilisé dans les domaines de la recherche acoustique ou électromagnétique.

Concrètement, les chercheurs utilisent un ordinateur avec un algorithme spécifique, connecté à un emplacement du réseau électrique. Le système va analyser les ondes qui atteignent ce point de mesure quand il y a un court-circuit. Ensuite, la machine va inverser ces ondes et les réinjecter dans une simulation informatique du réseau. Les signaux convergent vers un point du résau simulé qui indique l’origine du problème.

Rapide et moins cher

Cette technologie présente le double avantage d’être plus efficace et rapide que la méthode conventionnelle. «Nous pouvons assurer la protection d’un réseau à partir d’un seul point d’observation, ce qui rend inutile l’installation d’un grand nombre de capteurs sur des centaines de kilomètres de câbles», explique Reza Razzaghi, chercheur au Laboratoire des systèmes électriques distribués de l’EPFL. Cette méthode a été intégrée dans un simulateur en temps réel de la taille d’une puce électronique, également développé par le Laboratoire des systèmes électriques distribués de l’EPFL, et qui représente une solution rapide et bon marché.

Autre avantage: plus le réseau est complexe et plus cette méthode est efficace. «Plus il y a de bords et de lignes de transmission le long desquels les ondes peuvent voyager et être réfléchies, plus le résultat retourné sera précis», souligne le chercheur. Cette méthode est donc particulièrement indiquée pour des réseaux complexes et de grande ampleur, ainsi que pour des réseaux mixtes, mêlant par exemple lignes à haute tension et câbles coaxiaux.

La plate-forme facilitera l’intégration massive d’énergies renouvelables, comme les parcs éoliens en mer qui nécessitent, en général, des liaisons CCHT multi-terminaux. Dans la mise en place de ce type de réseaux, la protection et la localisation des problèmes représentent un défi majeur. La méthode développée par le Laboratoire de systèmes électriques distribués et par le Laboratoire de compatibilité électromagnétique est capable d’identifier précisément l’endroit du court-circuit. Cette méthode répond à un réel besoin et plusieurs compagnies spécialisées dans les systèmes de protection de réseau ont déjà manifesté leur intérêt.

Référence:

An efficient method based on electromagnetic time reversal to locate faults in power networks. R Razzaghi, G Lugrin, HM Manesh, C Romero, M Paolone, F Rachidi. Power Delivery, IEEE Transactions on 28 (3), 1663-1673.