Les piliers invisibles : 5 innovations méconnues qui font vivre l’énergie éolienne et solaire

Selon la dernière feuille de route Net Zero de l’AIE (2023), pour atteindre le zéro émission nette de CO2 dans le secteur de l’énergie, plus de 70 % des nouvelles capacités énergétiques doivent provenir de parcs éoliens et solaires d’ici à 2050.

Mais la mise à l’échelle pour atteindre cet objectif ne représente que la moitié de la bataille. S’assurer que les installations éoliennes et solaires fonctionnent de manière fiable à travers les océans, les déserts ou les montagnes est tout aussi vital.

Les parcs éoliens et solaires sont souvent construits dans les zones les plus rudes et reculées du monde. Une fois installés, leurs composants doivent fonctionner pendant plusieurs décennies avec un accès humain limité et une exposition constante au sel, au sable, à la chaleur et aux vibrations.

Alors que l’attention se concentre principalement sur les éoliennes et les panneaux électriques, les accessoires qui connectent chaque élément sont tout aussi critiques à la performance du système.

Comme tout système haute performance tel que l’aviation longue distance, les plates-formes pétrolières offshore ou l’exploration spatiale, les systèmes solaires et éoliens exigent des composants robustes, modulaires et diagnosticables à distance.

Dans un parc éolien ou solaire de taille industrielle, un maillon faible peut compromettre à lui seul toute l’intégrité du système et interrompre la fourniture d’énergie. C’est pourquoi les professionnels du secteur remplacent les accessoires passifs et standardisés par des systèmes de composants intelligents et sur mesure qui anticipent les risques de temps d’arrêt, prolongent la durée de vie de l’infrastructure et réduisent les coûts globaux d’exploitation.

Les 5 innovations en matière d’accessoires de réseau qui sous-tendent cette évolution sont : les connecteurs modulaires 145 kV pour les parcs éoliens offshore, les systèmes de câbles pré-assemblés pour les systèmes électriques de réseau, les composants à capteurs, les kits de câbles modulaires et les polymères et matériaux d’étanchéité haute performance.

Cinq accessoires innovants qui redéfinissent la fiabilité des parcs éoliens et fermes solaires.

1. Connecteurs compatibles offshore pour une résilience à haute tension

Les parcs éoliens offshore s’inscrivent dans un contexte unique : mouvement constant, air chargé en sel, besoins de transmission à haute tension. Les connecteurs conventionnels peuvent souffrir de la corrosion, se desserrer ou se dégrader avec le temps.

L’innovation : des connecteurs 145 kV compacts, modulaires, conçus pour des applications éoliennes offshore permettent une transmission plus efficiente en provenance d’éoliennes toujours plus puissantes. Leur design compact simplifie leur installation dans des environnements contraints tout en minimisant la charge de flexion sur l’équipement connecté tel que l’appareillage électrique ou le transformateur. Conçus pour une performance à long terme, ils présentent une forte résistance à la corrosion, aux vibrations et à la pression. Ils sont ainsi parfaitement adaptés aux conditions difficiles et exigeantes de l’environnement sous-marin et offshore.

Le résultat : moins de points de défaillance, des intervalles de maintenance plus longs et une meilleure sécurité là où les réparations non planifiées sont difficiles et coûteuses.

2. Systèmes de câbles pré-connectés qui minimisent les erreurs humaines

Dans les zones reculées et à haut risque, chaque heure passée sur une installation électrique augmente l’exposition et les coûts. Les techniciens réseaux souffrent souvent de fortes fatigues et les erreurs d’installation telles que la surtension ou un mauvais alignement risquent de compromettre la performance à long terme.

L’ innovation : des systèmes de câbles assemblés, testés et pré-connectés en usine réduisent les besoins de manutention sur site, ce qui contribue à réduire les erreurs humaines et à accélérer l’installation dans les environnements difficiles.

Le résultat : une installation plus sûre et plus rapide et une meilleure fiabilité dès le premier jour, en particulier dans les environnements exigeants.

3. Accessoires équipés de capteurs pour détecter les défaillances avant qu’elles ne se matérialisent

Une défaillance au niveau d’un joint ou d’une terminaison est généralement invisible en début en raison de l’usure thermique, du stress mécanique, des vibrations et de l’humidité. Dans les parcs éoliens et solaires offshores, ces défaillances latentes peuvent passer inaperçues jusqu’à la panne.

L’innovation : des accessoires équipés de capteurs embarqués qui suivent les conditions internes telles que la température et le niveau d’isolation. Les données produites par le capteur sont directement intégrées grâce aux systèmes de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) et aux plannings d’opérations et maintenance (O&M) prédictives qui permettent de faire un suivi intelligent ainsi que des diagnostics pertinents. Ørsted, leader mondial de l’éolien offshore et une des plus grandes entreprises d’énergies renouvelables au monde, intègre le diagnostic et le suivi de la performance des câbles à ses sous-station offshore afin de contribuer à la détection précoce des défaillances et limiter les arrêts non planifiés.

Le résultat : les problèmes sont détectés plus tôt, ce qui permet d’organiser une maintenance préventive à la place d’une réparation réactive. Ceci réduit de manière significative les temps d’arrêt et aide les opérateurs à passer à une gestion des actifs 100 % numérique et adaptée aux conditions.

4. Kits de connecteurs modulaires adaptés aux spécificités du site

Chaque parc éolien ou solaire a sa propre configuration. Les variations de terrain, les contraintes liées à l’agencement et la taille du projet sont des facteurs à prendre en compte dans la planification et l’installation des accessoires de câbles.

L’innovation : des kits de connecteurs modulaires adaptés aux spécificités du site contribuent aujourd’hui à réduire les erreurs et les retards sur les projets de renouvelable à grande échelle. Chaque parc éolien ou solaire présente ses propres contraintes (variations de terrain, espacement des équipements, géométrie de l’agencement) qui peuvent compliquer l’installation sur site. Afin de rationnaliser ce processus, des outils de modélisation système sont utilisés en amont pour concevoir des kits personnalisés de connecteurs pré-assemblés, adaptés aux spécificités physiques et au tracé de câble de chaque site.

Le résultat : cette approche modulaire, inspirée des pratiques utilisées dans les projets éoliens offshore et les grandes fermes solaires garantit une installation plus sûre et plus fiable, en particulier dans les environnements reculés et difficiles d’accès où le temps des techniciens est limité et ou les reprises sont coûteuses.

5. Matériaux résistant à plusieurs décennies de stress environnemental

L’exposition aux ultraviolets, au sel, au sable, à l’humidité, aux températures élevées et au cyclage thermique fait partie des dures réalités auxquelles sont confrontées les installations solaires.

L’innovation : des polymères haute performance (comme le matériau EPDM) et des matériaux de terminaison qui résistent à l’abrasion, aux variations de températures extrêmes et à l’usure à long terme. Ces composants sont conçus pour garder leur intégrité dans des conditions environnementales difficiles, qu’ils soient enterrés, exposés ou immergés.

Le résultat : des accessoires qui résistent à des années d’exposition sans se dégrader, contribuant ainsi à la stabilité du système sur la durée. Les développeurs d’éolien offshore utilisent aujourd’hui des systèmes de jonction qui résistent aux vibrations pour prolonger la durée de vie des accessoires dans un des environnements les plus hostiles. Les installations de production d’énergies renouvelables sont construites sur des terrains toujours plus extrêmes et confrontés aux aléas climatiques. Face à cette expansion, pouvoir compter sur des matériaux résistants et durable s’avère être crucial pour la performance et le retour sur investissement.

Des accessoires innovants pour une énergie éolienne et solaire plus résiliente demain

L’éolien et le solaire sont les deux piliers du mix énergétique global. Les accessoires connecteurs doivent donc évoluer afin de proposer des composants adaptés aux environnements extrêmes. Les innovations technologiques transforment ces accessoires autrefois passifs en solutions intelligentes, sur mesure et durables pour améliorer la fiabilité de tout le système et la rentabilité des parcs éoliens et solaires de grande taille.

Les accessoires connectés, équipés d’outils de diagnostics, connectés aux systèmes SCADA et optimisés grâce à une modélisation système aident les opérateurs à répondre aux attentes en termes de performance tout en gérant les coûts et les risques.

Dans les systèmes d’énergie décentralisés, même le plus petit composant a une grande responsabilité. Nexans fait figure de chef de file dans le développement d’accessoires innovants qui assurent une alimentation électrique ininterrompue et renforcent la fiabilité du système dans des environnements exigeants. En se concentrant sur un design robuste, des capteurs embarqués et une configuration basée sur une modélisation système, Nexans s’assure que ces connexions discrètes restent fiables, contribuant ainsi à la résilience des installations solaires et éoliennes.

Malgré toute l’attention dont on entoure les câbles et les transformateurs, les composants des réseaux électriques les plus négligés et enclins à connaître des défaillances sont ceux qui, dans l’ombre, assurent l’interconnexion des différentes parties.

Alors que plus de 70 % des pannes des réseaux de distribution ont lieu au niveau des jonctions, il est très difficile de mener leur inspection en raison du manque de faible visibilité.

Discrets mais essentiels, ces connecteurs enfouis à plusieurs mètres sous les rues ou au fond des océans contribuent au transport de l’électricité dans le plus grand anonymat. Toute panne peut entraîner des réparations onéreuses, de longues indisponibilités et des interruptions fréquentes des services. Ainsi, les opérateurs des réseaux font tout pour éviter cet effet domino et ses conséquences financières.

Pourquoi les pannes surviennent-elles au niveau de ces connexions ? Et surtout, comment les éviter ?

Les accessoires : une raison méconnue des pannes de réseau

Nous avons tendance à penser que les pannes des réseaux électriques sont dues à la défaillance des câbles ou des transformateurs, mais c’est rarement le cas. En réalité, les accessoires (connecteurs de câbles, jonctions et extrémités) sont à l’origine de l’immense majorité des pannes.

Au fil du temps, ces composants font l’objet de détériorations liées à la fatigue thermique, aux contraintes mécaniques, aux vibrations, à l’humidité et, dans de nombreux cas, à des pratiques d’installation inappropriées telles que le désalignement ou le serrage excessif. Or, comme nous le savons, il est très complexe de détecter l’emplacement précis d’une panne. En raison du manque de visibilité et de l’absence de données, les activités de dépannage coûtent du temps et de l’argent.

Ainsi, la réparation d’une panne sur un connecteur de câble MT se situe, en règle générale, entre 10 000 et 50 000 €.

Ces mécanismes de défaillance soulignent la part immense des risques opérationnels qu’endossent, dans les réseaux moyenne tension, ces accessoires aux dimensions pourtant négligeables. Le constat est d’autant plus frappant que leurs fonctions dépassent largement la question de la fiabilité. Ces mécanismes jouent aussi un rôle essentiel dans la performance, la sécurité et la préparation des réseaux électriques aux enjeux de demain.

À l’instar du secteur des télécommunications, celui de l’énergie doit progressivement adopter la visibilité en temps réel, la maintenance prédictive et le diagnostic intelligent continu afin de répondre aux enjeux d’un réseau moderne.

Accessoires intelligents : des maillons faibles anonymes devenus des agents stratégiques de la résilience des réseaux électriques

Pour cibler ces vulnérabilités et moderniser les stratégies de maintenance des réseaux, les opérateurs misent sur les accessoires, qui se muent en composants intelligents.

Les accessoires tels que les jonctions et les connecteurs, aux dimensions modestes, sont souvent le maillon faible des infrastructures de réseau, une caractéristique accentuée par leur exposition à un environnement hostile. En outre, ils ont longtemps été considérés comme des composants passifs.

Depuis peu, le périmètre de leurs fonctions s’agrandit. Face au vieillissement des installations et au coût grandissant des coupures, ils se voient doter d’une intelligence qui contribue à la maintenance prédictive. Équipés de capteurs reliés à des plateformes de suivi, les accessoires intelligents actuels favorisent une détection précoce des pannes et livrent des données de performance en temps réel. Ces fonctionnalités permettent aux opérateurs de délaisser la maintenance réactive au profit d’une gestion proactive du réseau.

Les opérateurs ayant adopté ces technologies ont déjà fait part d’un raccourcissement perceptible de la durée des coupures et des interventions d’urgence, ainsi que d’une baisse du montant global des frais d’exploitation.

La technologie au cœur des accessoires intelligents

Si ces composants passifs ont pu devenir des accessoires intelligents, c’est grâce à des technologies de nouvelle génération. Ces innovations offrent aux opérateurs des capacités de visibilité en temps réel grâce auxquelles ils peuvent anticiper les pannes au lieu de devoir réagir une fois qu’elles sont survenues.

Pour répondre à ces attentes, les producteurs proposent désormais des systèmes d’accessoires plus avancés, parmi lesquels :

• des jonctions, extrémités et connecteurs intelligents, dotés de capteurs embarqués permettant de mesurer la tension et la température, ainsi que de détecter les décharges partielles
• des tableaux de bord prédictifs, capables de signaler des risques sur la base des données historiques et des informations en temps réel
• une intégration parfaite avec les jumeaux numériques, les outils mobiles de diagnostic et les plateformes SCADA, offrant une visibilité globale du réseau.

Ensemble, ces technologies contribuent à la transition vers des stratégies de maintenance proactives et une optimisation du réseau fondée sur les données, permettant des diagnostics plus rapides, des analyses plus précises des causes fondamentales et moins de coupures inattendues.

Comment ces accessoires, autrefois passifs, sont-ils devenus intelligents ? Trois technologies sont au cœur de cette transformation qui contribue à une nouvelle stratégie de maintenance :

Répercussions concrètes : comment tirer le meilleur profit des accessoires intelligents

Les opérateurs qui ont opté pour des dispositifs équipés d’accessoires intelligents pour le diagnostic prédictif et la traçabilité des installations ont constaté des gains de performance très concrets :

• Un opérateur nordique a vu ses délais de localisation des pannes divisés par huit (de 48 h à moins de 6 h), ce qui lui a permis de réaliser des économies considérables sur les frais d’interventions d’urgence et, par conséquent, de réduire ses frais d’exploitation.
• Au Royaume-Uni, National Grid déploie des capteurs de décharge partielle et des capteurs thermiques sur ses systèmes de câblage moyenne et haute tension, pour réduire le nombre de coupures non planifiées et de conserver un indice SAIDI bas (rapport d’innovation de National Grid, 2022).
• Alliander (Pays-Bas) déploie plus de 3 000 systèmes Smart Cable Guard (via un partenariat récent avec Nexans) sur son réseau moyenne tension afin de lutter contre le vieillissement des infrastructures et les risques de coupure.

Selon les données de terrain, chaque unité évite plus de 6 000 minutes annuelles de temps perdu par client, notamment grâce à une précision de la localisation des pannes portée à 1 % de la longueur des câbles. Les résultats très prometteurs des premiers tests soutiennent l’initiative d’Alliander visant à réduire les indices SAIFI et SAIDI sur son réseau moyenne tension de 40 000 km.

Une évolution stratégique dans la gestion du réseau

Grâce à la mutation des accessoires, ces composants passifs qui deviennent intelligents, les opérateurs peuvent repenser la gestion de leurs réseaux pour les préparer aux enjeux de demain. Les accessoires intelligents jouent désormais un rôle central dans l’amélioration de la fiabilité, l’extension de la durée de vie des composants et la réduction des frais d’exploitation.

Face au double défi du vieillissement des infrastructures et de l’accélération de l’électrification, ces solutions constituent un atout indispensable en matière de maintenance prédictive et de résilience du réseau. Elles offrent une avancée majeure, avec des systèmes autrefois statiques devenus des réseaux intelligents autosurveillés.

En proposant des systèmes d’accessoires intelligents avancés et un accompagnement tout au long du cycle de vie, Nexans contribue directement à ce changement de paradigme qui permet aux opérateurs d’anticiper, de suivre et d’optimiser leurs réseaux avec une précision et une confiance inédites.

La compétence, socle de l’expérience client

Dans de nombreux domaines, le niveau de performance dépend tout autant de la précision humaine que des avancées technologiques. Considérons les exemples suivants :

• Dans l’aviation, les formations sur simulateur préparent les équipages à la gestion de scénarios complexes ;
• Dans la production industrielle avancée, les outils de réalité augmentée accompagnent les opérateurs dans l’application de procédures critiques ;
• Dans les services financiers, le coaching assisté par IA améliore la qualité des interactions avec les clients.

Ces approches témoignent de la conviction partagée que la qualité de l’expérience client n’est pas déterminée par la seule performance des produits, mais qu’elle dépend également de la capacité des utilisateurs à mettre ces produits en œuvre de manière correcte, constante, et sur l’ensemble de la chaîne de valeur, du début à la fin. Et cette montée en compétences est encore plus critique dans le secteur de l’énergie.

Le défi de l’électrification : la complexité et ses conséquences

À mesure que s’accélère la dynamique mondiale de décarbonation, l’électrification structure chaque jour davantage les systèmes énergétiques. Les réseaux électriques doivent aujourd’hui intégrer des énergies renouvelables et une production toujours plus décentralisée, entraînant des flux bidirectionnels et une production intermittente. Dans le même temps, les besoins augmentent avec le développement des véhicules électriques, des pompes à chaleur, de l’intelligence artificielle (et la construction associée de centres de données), et des industries électro-intensives.

Les réseaux doivent donc être modernisés et devenir plus intelligents. Ils doivent aussi gagner en résilience face aux événements climatiques extrêmes. Leur vulnérabilité face aux erreurs humaines lors des opérations d’installation est désormais plus critique que jamais.

D’après les estimations de l’ENTSO-E (Réseau européen des gestionnaires de réseaux de transport d’électricité), les infrastructures énergétiques européennes sont constituées à 60 % de composants âgés de plus de 40 ans. Dans de telles circonstances, les marges d’erreur diminuent rapidement ; la moindre erreur d’installation peut saper la satisfaction client en fragilisant la fiabilité et la sécurité des systèmes, ce qui provoque des retards, des actions en garantie et des surcoûts d’exploitation à long terme.

Les chiffres sont éloquents :

• L’installation incorrecte d’accessoires de câbles cause 400 millions d’euros de pertes annuelles en Europe ;
• Les erreurs d’installation sont à l’origine de près de 50 % des défaillances d’accessoires de câbles moyenne tension ;
• Aux Pays-Bas, 12,5 % des minutes comptabilisées dans le SAIDI (indice de durée moyenne des interruptions de service) sont directement imputables à ces problématiques.
  (Source : EA Technology, Jicable 2023 E1-4; Review of Medium-Voltage Asset Failure Investigations, 2018)

Il ne s’agit pas là de défauts de conception, mais de problèmes d’exécution, et ceux-ci ne sont pas une fatalité.

La formation permet aussi de résorber les écarts entre les systèmes tels qu’ils ont été conçus, et leur mise en œuvre concrète. Elle remplit ainsi trois fonctions notables dans les infrastructures énergétiques d’aujourd’hui : la transmission des savoirs techniques critiques et la maîtrise des bons gestes, l’amélioration de la précision et de la rapidité d’exécution, et la diffusion d’une culture de la responsabilité et de l’excellence.

Des effets quantifiables sur le terrain

Une récente campagne d’évaluation interne des performances a montré que les équipes ayant suivi des programmes de formation structurés affichent :

• Une baisse de 58 % du taux de défaillance des accessoires de câbles moyenne tension ;
• Une vitesse d’installation 25 % supérieure ;
• Un indice de satisfaction client de 97 %
  (Source : Nexans Internal Impact Study, 2024)

Ces améliorations ne sont pas simplement théoriques. Elles ont une incidence directe sur la résilience des réseaux, la planification budgétaire, ma satisfaction et la confiance du client.

Former pour moderniser et étendre les réseaux

À mesure que les réseaux gagnent en complexité, les formations doivent s’adapter aux nouvelles réalités. Cela inclut, notamment pour Nexans :

• Des exercices pratiques d’installation avec les accessoires effectivement mis en œuvre sur le terrain ;
• Des certifications attestant non seulement les connaissances théoriques, mais également les performances pratiques ;
• Des mesures de décharge partielle et des et essais de tenue diélectrique en CA sur les échantillons assemblés pendant la formation ;
• Différentes versions linguistiques et des ajustements localisés ;
• Des programmes portant sur les applications basse, moyenne et haute tension, y compris pour les énergies renouvelables.

Les formations actuelles sont bien éloignées des cours magistraux et statiques jadis dispensés dans des salles de classe. Elles se veulent techniques, personnalisées, et alignées sur des objectifs opérationnels. Dans la plupart des cas, elles délivrent également les certifications requises pour exploiter et sécuriser les installations dans le respect des normes techniques en vigueur.

Un exemple concret : les services de formation certifiante de Nexans

Afin de répondre à la demande croissante d’équipes qualifiées d’installation et de maintenance, ainsi qu’à la pénurie généralisée de techniciens certifiés, Nexans a déployé à l’échelle mondiale un programme de formation complet et structuré. Ce programme est conçu pour traiter toute la diversité et la complexité réelles des projets d’électrification ; il est dispensé par une équipe dédiée de 25 formateurs et experts présents partout dans le monde (y compris aux Etats-Unis et en Amérique latine), dans un réseau de huit centres de formation répartis principalement en Afrique, au Moyen-Orient, en Asie-Pacifique et en Europe, y compris en France et dans les DOM-TOM.

Au cours de la seule année 2024, plus de 2800 professionnels ont participé à ces sessions de formation portant sur plus de 15 niveaux de tension et types d’accessoires, et présentées dans sept versions linguistiques. Les contenus couvrent les systèmes basse, moyenne et haute tension ainsi que leurs applications aux énergies renouvelables, et des modules adaptables sont disponibles sur demande pour approfondir les différentes phases des projets.

Chaque session associe les savoirs techniques théoriques à des exercices pratiques et concrets. Les échantillons installés sont testés en conditions réelles avec des protocoles de mesure des décharges partielles et des essais de rigidité diélectrique, et les certifications délivrées n’attestent pas simplement que la formation a été suivie, mais que les compétences requises ont effectivement été démontrées.

Le succès de l’électrification dans le monde repose non seulement sur des systèmes intelligents, mais surtout sur des professionnels qualifiés, capables de les installer et de les exploiter. La formation leur donne les compétences et la confiance nécessaires pour assurer fiabilité, sécurité et régularité sur les réseaux électriques.

Au-delà d’atténuer l’exposition des entreprises aux risques techniques, l’investissement dans la formation leur permet de cultiver des liens de confiance, d’améliorer les performances, et de redéfinir les attendus de l’expérience client. Dans notre trajectoire commune vers un avenir énergétique durable, toutes les connexions passent encore par l’expertise humaine.

En tant qu’acteur innovant de la filière électrification, Nexans continue de développer des solutions de formation et de supervision avancées, contribuant à construire les réseaux de demain.