Accessoires intelligents : vers des réseaux électriques plus fiables et plus performants

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.

Imaginez un gigantesque réseau d’artères invisibles ou suspendues, fait de cuivre, d’aluminium et d’innovation. Un réseau si essentiel qu’il soutient, en silence, l’énergie de nos villes, de nos industries et de nos vies.

Depuis des décennies, ces infrastructures accompagnent l’urbanisation, la croissance économique et la transformation de nos modes de vie.

Pourtant, conçues pour un monde plus centralisé et prévisible, elles doivent aujourd’hui relever un défi sans précédent : s’adapter à un futur plus électrique, plus renouvelable, plus résilient.

Comment moderniser ces réseaux, devenus les veines vitales d’une société en pleine mutation ? Et si la réponse n’était pas de tout reconstruire, mais de mieux valoriser ce que nous avons déjà ?

Pourquoi il faut moderniser les réseaux existants

Nos réseaux électriques sont les témoins silencieux de l’urbanisation, de la croissance économique et des mutations profondes de nos modes de vie. Mais ils ont été conçus pour un monde bien différent : un monde centralisé, moins électrifié, et surtout beaucoup plus prévisible.

Aujourd’hui, ces infrastructures doivent relever des défis inédits. Elles doivent absorber la montée en puissance des énergies renouvelables, soutenir l’essor de la mobilité électrique, s’adapter à l’autoconsommation croissante et aux exigences de flexibilité énergétique. Elles doivent aussi gagner en résilience pour faire face à des événements climatiques extrêmes de plus en plus fréquents.

Le saviez-vous ?

• L’âge moyen des réseaux en Europe et en Amérique du Nord dépasse souvent 40 ans.
• Les coupures dues aux phénomènes météorologiques extrêmes ont été multipliées par six en dix ans.
• L’Agence Internationale de l’Énergie estime que 600 milliards de dollars par an devront être investis dans les réseaux d’ici 2040 (source : IEA report “Electricity Grids and Secure Energy Transitions” (october 2023).

Moderniser sans tout reconstruire : une stratégie gagnante

Dans ce contexte, faut-il raser pour mieux reconstruire ? Pas forcément. La solution réside souvent dans une approche plus sobre, plus rapide et plus durable : renforcer, optimiser et adapter l’existant

Cette stratégie présente de nombreux avantages. Elle permet de réduire les délais de mise en œuvre, de limiter les perturbations pour les riverains, de mieux maîtriser les coûts, tout en diminuant l’empreinte carbone des chantiers.

Comment moderniser efficacement ?

Grâce à plusieurs leviers techniques :

• Renforcer les câbles critiques ;
• Intégrer des capteurs intelligents pour détecter les faiblesses avant qu’elles ne deviennent des pannes ;
• Reconfigurer les flux énergétiques pour éviter les saturations ;
• Utiliser des matériaux recyclés ou bas carbone, comme des polymères techniques ou des métaux revalorisés.

Voici en exemple concret : en Europe, plusieurs projets pilotes ont modernisé des portions vieillissantes du réseau sans devoir les démanteler :

• ajout d’équipements connectés,
• maintenance prédictive,
• optimisation des infrastructures existantes.

Résultat : des réseaux plus performants et plus résilients, sans tout reconstruire.

Faire du réseau existant un trésor circulaire

Et si nos anciens réseaux devenaient une ressource d’avenir ? Moderniser, c’est aussi apprendre à valoriser l’existant. Les câbles de cuivre et d’aluminium peuvent être récupérés et réutilisés après traitement, les matériaux réinjectés dans de nouveaux projets, et des modules de pilotage intelligent installés pour prolonger la durée de vie des infrastructures. Une logique circulaire qui donne une seconde vie aux réseaux et contribue à une électrification plus responsable.

À retenir :

• 15 % de la demande mondiale en cuivre et aluminium pourraient ne pas être couverts d’ici 2030.
• La circularité des matériaux devient une priorité pour limiter l’extraction de nouvelles ressources.

En donnant une seconde vie aux réseaux, nous préservons les ressources naturelles et réduisons l’empreinte environnementale des nouvelles infrastructures.

Cette approche a été au cœur du débat lors de ChangeNOW 2025, avec une conférence dédiée : “Circular Economy – Today’s Waste is Tomorrow’s Growth”, réunissant David Grall, VP Sustainability & Corporate Transformation chez Nexans, et Xavier Mathieu, VP Metallurgy chez Nexans.

Ils ont présenté des solutions concrètes pour :

• Réduire l’impact environnemental sur le cycle de vie des matériaux ;
• Intégrer pleinement l’économie circulaire dans l’infrastructure énergétique.

Mieux faire avec ce que nous avons

Optimiser sans surconsommer. Transformer sans tout reconstruire.

C’est là toute l’ambition d’une transition énergétique réussie : rendre nos réseaux plus robustes, adaptables et sobres.

Dans un monde où 80 % de l’énergie produite sera renouvelable d’ici 2050, moderniser nos infrastructures existantes est une nécessité stratégique.

Il ne s’agit pas de renoncer à l’innovation, mais de l’appliquer là où elle a le plus d’impact. C’est agir maintenant pour construire un avenir plus durable.

En résumé

Moderniser nos réseaux, c’est renforcer la résilience énergétique,

C’est réduire notre impact environnemental,

C’est accélérer la transition vers un monde électrifié… sans repartir de zéro.

Sources : 
McKinsey, Eurelectric, AIE + Electric Disturbance Events report
IEA report “Electricity Grids and Secure Energy Transitions” (october 2023)

Imaginez une métropole en pleine effervescence, où les données circulent avec la même intensité que le trafic automobile des grandes artères routières. C’est à cela que ressemblent les data centers contemporains qui palpitent au cœur de notre économie numérique : leurs pulsations vitales irriguent tout à la fois vos plateformes de streaming préférées, et les outils d’IA qui révolutionnent tant de secteurs d’activité.

Or sous cette apparence lisse d’efficacité, un élément critique de ces systèmes passe souvent inaperçu : les câbles d’alimentation, véritable épine dorsale des data centers, qui assurent sans faillir la circulation de l’énergie afin d’alimenter notre monde connecté.

Les câbles électriques sont bien davantage que de simples composants fonctionnels. Comme nous le verrons, ce sont des actifs stratégiques qui façonnent l’avenir de nos sociétés numériques.

Voyons cela de plus près.

L’alimentation électrique continue de ces systèmes complexes est assurée par trois sous-ensembles de câbles :

• Les câbles basse tension (BT) relient entre eux les différents équipements internes des data centers, garantissant ainsi le bon fonctionnement des installations ;
• Les câbles moyenne tension (MT) raccordent les data centers au réseau électrique ou à des générateurs de secours. Les câbles MT peuvent transporter des charges plus élevées avec une parfaite fiabilité ;
• Les câbles haute tension (HT) sont plus adaptés pour des installations de grande envergure. Ils transportent des puissances considérables sur de longues distances, tout en préservant l’intégrité et le niveau de performance des systèmes.

À première vue, les câbles peuvent apparaître comme des pièces insignifiantes du puzzle, mais leur incidence est énorme.

Bien qu’ils ne représentent que 2 % à 2,5 % du coût total de construction d’un data center, leur importance dépasse très largement cette mesure. Des études ont établi que les défaillances électriques sont l’une des principales causes d’interruption de service dans les data centers, les systèmes d’alimentation sans interruption (ASI) étant l’un des premiers équipements concernés.

De telles interruptions de service entraînent des répercussions financières significatives :

• Le coût moyen d’une interruption non programmée dans un data center s’élève à près de 7900 $ par minute, soit plus de 690 000 $ pour un incident d’une durée moyenne de 86 minutes.
• Plus de 60 % des défaillances dans les data centers provoquent des pertes financières supérieures à 100 000 $, et la part des interruptions de service entraînant des coûts de plus de 1 M$ est passée de 11 % en 2019 à 15 % en 2022.

La technologie des câbles est en perpétuelle évolution, et les dernières avancées dans des domaines clés tels que la sécurité incendie, l’efficacité énergétique et la durabilité s’apprêtent à révolutionner l’infrastructure des data centers.

Voici 4 innovations de rupture portées par Nexans :

1. Câbles bas carbone :

Nexans s’engage à contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en proposant des câbles bas carbone fabriqués à partir de matériaux recyclés, dont 50 % de plastique recyclé et d’aluminium bas carbone. Nous poursuivons un objectif de 30 % de cuivre recyclé dans nos câbles à l’horizon 2030.

La fabrication des câbles bas carbone de Nexans émet 35 % à 50 % moins de gaz à effet de serre que les câbles traditionnels, aidant ainsi les data centers à atteindre leurs propres objectifs environnementaux.

2. Technologies de sécurité incendie :

Les data centers abritent une forte densité d’équipements, et de ce fait le risque d’incendie y est une préoccupation majeure. Les défauts électriques et les installations obsolètes sont à l’origine de plus de 25 % des incendies de bâtiments en Europe, et provoquent près de 25 Mds€ de dégâts chaque année.

Pour renforcer la sécurité et la fiabilité, Nexans propose une gamme de câbles de sécurité incendie conformes aux réglementations internationales les plus exigeantes. Les câbles à faible risque incendie de Nexans intègrent des technologies visant à limiter la propagation du feu et l’émission de fumées corrosives, tandis que nos câbles résistants au feu sont conçus pour maintenir l’intégrité des circuits, garantissant ainsi le fonctionnement des systèmes de sécurité critiques même sous des températures extrêmes.

4. Câbles supraconducteurs :

Nexans met en œuvre depuis plus de 30 ans des solutions de supraconducteurs qui maximisent la capacité et l’efficacité des raccordements.

Tout à la fois puissants et compacts, ces câbles sont parfaitement adaptés à l’implantation de data centers dans des environnements urbains, où la satisfaction de leurs besoins énergétiques se heurte à des contraintes dimensionnelles fortes. Leurs caractéristiques leur permettent de transporter des charges plus élevées en moyenne tension, évitant de lourdes refontes des infrastructures.

Aux avant-postes de ces percées technologiques, Nexans propose une gamme complète de câbles basse, moyenne et haute tension conçus pour répondre à tout l’éventail de besoins des data centers.

Un avenir durable impulsé par l’innovation

Les câbles électriques sont bien plus que du métal.

Leur importance au sein des data centers dépasse largement leur fonctionnalité première : ils jouent un rôle crucial pour garantir la fiabilité des installations, améliorer leur efficacité et renforcer leur durabilité. Tandis que les data centers montent en puissance afin de satisfaire les besoins d’un monde numérisé, l’innovation en matière de câbles est un rouage essentiel de progrès.

Depuis les technologies de sécurité incendie jusqu’aux matériaux bas carbone, aux supraconducteurs ou aux systèmes de surveillance intelligents, les innovations qui font les câbles d’aujourd’hui dessinent aussi le paysage digital résilient de demain.

Chez Nexans, nous sommes fiers de fournir aux data centers les solutions de pointe qui répondent aux défis immédiats tout en ouvrant sur les opportunités futures.

Ensemble, nous construisons un avenir plus connecté et plus durable — un câble à la fois.

Bientôt, quand vous prendrez votre voiture, vous ne serez plus seulement au volant d’un véhicule consommateur d’électricité, vous participerez également à la production nationale d’énergie !

C’est en tout cas la promesse de certains constructeurs de commercialiser dès aujourd’hui des automobiles à chargeur bidirectionnel. Ou comment votre voiture peut être connectée, non seulement pour se recharger comme c’est habituellement le cas, mais aussi pour alimenter le réseau ou votre maison avec la perspective de diviser par deux votre facture électrique. Une technologie déjà mise en place par le constructeur américain Tesla aux Etats-Unis et qui pourrait s’étendre rapidement puisque Renault développe une quinzaine de projets de ce type en partenariat avec Enedis.

​​​​​Une évolution qui illustre la manière dont les réseaux électriques sont en train de se transformer : une production d’énergie variée et décentralisée là où nous étions habitués à un ou deux producteurs fournissant une énergie provenant de deux ou trois sources principales. La fin d’un modèle traditionnel en quelque sorte.

Pourquoi doit-on réinventer les réseaux électriques ?

Si vous entendez parler d’Électricité 4.0, il ne s’agit pas d’un énième slogan marketing de plus, mais une manière de souligner une rupture. Le besoin d’une source d’énergie toujours plus abondante, mais aussi plus efficace et surtout décarbonée pour accompagner ​​​​la quatrième révolution industrielle, celle de la mobilité électrique et du boom des data centers (cloud computing, data et intelligence artificielle) mais surtout de l’électrification de tout ce qui existe («electrification of everything») et de la numérisation de pratiquement toutes les activités.

L’électricité dispose des atouts indispensables pour relever ces nouveaux défis. Afin de bien en prendre la mesure, il suffit de se rappeler qu’il a fallu cent cinquante ans pour que l’électricité représente le quart de nos usages énergétiques et que nous devrions atteindre les 60% en seulement vingt-cinq ans si nous voulons être en phase avec les objectifs de neutralité carbone attendus.

Soit une augmentation de 40 % de la demande d’électricité d’ici 2040, pour une multiplication par six de la part de l’éolien et du solaire dans le mix énergétique.

Un changement d’échelle qui va imposer une accélération du rythme annuel d’investissements dans le réseau (câbles, pylônes, transformateurs…) : il devrait être multiplié par deux ou trois par rapport aux quinze dernières années. D’autant que le réseau français, par exemple, avec des lignes électriques datant de 50 ans en moyenne, est l’un des plus vieux d’Europe.

Au-delà, l’électricité renouvelable devrait dominer le secteur de l’électricité de l’UE d’ici à 2030. Une mutation qui s’accélère puisque l’on estime que les énergies renouvelables sont en passe de produire 66% de l’électricité de l’UE d’ici 2030, contre 44% en 2023.

Une progression qui n’est possible que par le recours à des solutions technologiques capables de gérer plus finement l’équilibre entre production et consommation et d’améliorer leur efficacité, leur sécurité et leur durabilité.

Des producteurs en pagaille

La révolution de l’électricité, c’est tout à la fois la multiplication et la décentralisation des modes de production d’énergie.

Avec, d’un côté, un mix énergétique de plus en plus complexe qui, selon les pays, combine du charbon et du gaz appelés à disparaître, du nucléaire selon les cas, et toujours plus d’hydraulique, de solaire et d’éolien.

Et d’un autre côté, la possibilité donnée à chacun d’avoir sa propre installation. C’est désormais une option qui est bien entrée dans les mœurs : les particuliers, les PME, les centres commerciaux ou les grands groupes sont de plus en plus nombreux à investir dans la production d’énergie. Ce n’est pas en effet une option réservée à de grands investisseurs : un modeste atelier de fabrication du sud de la France peut facilement produire le tiers de sa consommation d’électricité en s’équipant de panneaux photovoltaïques.

En France, entre 2022 et 2023, le nombre d’installations a été multiplié par trois chez les particuliers et par deux chez les professionnels. Et ce n’est que le début, selon Laetitia Brottier, vice-présidente d’Enerplan, le syndicat de l’énergie solaire renouvelable.

Une complexité qui n’est pas sans provoquer des goulets d’étranglement lorsqu’il s’agit de raccorder ces nouveaux producteurs, mais une évolution qui est rendue nécessaire par la course à la décarbonation de nos économies, et possible grâce à l’évolution vers des réseaux électriques intelligents (smart grid).

Ces réseaux de nouvelle génération permettent, en effet, une gestion plus agile de l’énergie et facilitent l’intégration de nouveaux moyens de production d’énergie décentralisée, comme l’éolien ou le solaire. Selon une étude de l’Union européenne, l’utilisation optimale des énergies renouvelables grâce à des réseaux intelligents peut réduire les émissions de gaz à effet de serre de 10 à 15%.

La demande est aux commandes

C’est une toute nouvelle approche qui est donc en train d’émerger puisque la production d’énergie pourra être déclenchée et ajustée en fonction de la demande venant du terrain, en temps réel.

La multiplication des capteurs, installés tout au long de la chaîne, de l’utilisateur final au réseau de distribution électrique, permettra le contrôle des flux et de la consommation en “live” de l’électricité. Pour mieux gérer les charges, c’est-à-dire la puissance maximale que le système électrique peut supporter, afin que l’allumage simultané de différents appareils électroménagers n’entraîne plus de coupure de courant.

Le chauffage allumé pour notre arrivée, nos volets commandés en fonction de la luminosité et de la météo… l’efficacité énergétique est l’un des leviers puissants de la transition énergétique au même titre que l’électrification, nos maisons et nos appartements vont devenir un véritable « écosystème énergétique » grâce aux objets connectés : nos équipements seront capables de s’adapter aux conditions météorologiques, à nos agendas, aux fluctuations des prix adressés par les fournisseurs d’électricité en fonction des coûts de leur approvisionnement. La perspective de modérer la facture énergétique des ménages qui tend à s’envoler, tout en assurant leurs besoins de confort.

Ce qui est vrai pour les ménages et les infrastructures résidentielles l’est tout autant pour les usines et les sites industriels. Les ouvriers et les techniciens travaillent déjà avec un nombre croissant d’équipements automatisés et gérés à distance (moteurs, fours, lignes de montage…), qui informent le réseau de leur consommation énergétique actuelle et à venir. Avec, là encore, la possibilité de pouvoir bénéficier des prix de marché les plus bas possibles.

C’est la raison pour laquelle des constructeurs innovent en permanence pour développer des systèmes de monitoring de la chaîne électrotechnique incluant les transformateurs électriques, les câbles et les accessoires de raccordement tels que les jonctions. Le but de la digitalisation des réseaux électriques est de suivre l’activité et la charge de l’ensemble de ces éléments, prévenir des dysfonctionnements et optimiser leur usage. Une mesure anticipée de décharges partielles qui permet également d’augmenter la durée de vie des installations. Il y a donc deux grands objectifs au monitoring des infrastructures électriques : mesurer et optimiser la consommation électrique et augmenter la fiabilité des réseaux et leur durée de vie.

Pourra-t-on enfin stocker l’électricité pour ne plus la gâcher ?

Il faut savoir qu’on ne pourra pas éviter les moments pendant lesquels la production est supérieure à la demande. La consommation d’électricité reste structurellement plus élevée le jour que la nuit, la semaine que le week-end, en hiver qu’en été, saison de forte production photovoltaïque, tandis qu’un anticyclone est synonyme d’une vague de froid et de manque de vent pour les éoliennes.

Dans ces conditions, la transition à grande échelle vers les énergies responsables est intrinsèquement liée aux technologies de stockage qui doivent devenir une solution efficace pour faire face à la variabilité de la production issue des technologies renouvelables, lorsque le soleil disparaît ou que le vent ne souffle plus assez fort. On ne parle pas seulement des batteries, comme celles de nos véhicules électriques, mais également des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Sachant qu’il y a une très grande complémentarité entre les trois principaux types d’énergies renouvelables liées à l’eau, au soleil et au vent.

Sébastien Arbola, Directeur général adjoint en charge des activités Flex Gen & Retail d’Engie, estime que « pour tout mégawatt d’énergie renouvelable installé, il faudra y adosser 10 à 15 % de capacités équivalentes sous la forme de stockage.”

Un marché en forte croissance qui appelle de nouvelles solutions, comme celles proposées par Nexans qui contribue à la conception des réseaux de transmission et de distribution pour la collecte à la source des énergies renouvelables et à l’intégration des sites de stockage à grande échelle ou plus largement répartie sur un territoire.

Vous l’aurez compris, l’électricité 4.0 est donc bien plus qu’une simple évolution technologique. A l’heure où les niveaux d’alerte de la planète s’affolent, la gestion de notre électricité est l’un des atouts indispensables pour favoriser une transition vers des énergies plus propres. Des centrales électriques fonctionnant aux énergies renouvelables, des réseaux de distribution plus efficaces, de nouvelles solutions de stockage d’énergie, auxquels il faut également ajouter l’interconnexion entre les réseaux des pays voisins, sont autant de moyens au service de la réduction de notre empreinte carbone.

C’est aussi l’assurance de reprendre le contrôle de nos sources d’approvisionnement d’énergie. Une question vitale à l’heure de l’exacerbation des tensions géopolitiques pour limiter la dépendance énergétique, mieux contrôler la fluctuation des prix et assurer la sécurité des réseaux.

Les énergies renouvelables sont le point de mire de la sortie des énergies fossiles et de la réduction des émissions massives de CO2 qui leur sont associées ; elles sont à ce titre une composante essentielle de notre avenir énergétique. Tandis qu’une course contre la montre est engagée dans la lutte contre le changement climatique, la décarbonation de l’électricité s’impose comme une démarche prioritaire.

La transition à grande échelle vers les énergies renouvelables est intrinsèquement liée aux technologies de stockage de l’énergie, véritable clé de voûte des énergies propres et socle incontournable de la décarbonation des réseaux. Les énergies renouvelables — essentiellement éolienne et photovoltaïque — étant intermittentes par nature, leur intégration exige la mise en œuvre de systèmes de stockage d’énergie afin d’ajuster en permanence l’offre et la demande d’électricité. Le stockage revêt donc une importance critique pour la résilience et la fiabilité des réseaux.

Selon les dernières prévisions de l’institut de recherche BloombergNEF, l’ensemble des installations de stockage d’énergie dans le monde devrait atteindre une capacité cumulée de 411 gigawatts (GW) à l’horizon 2030, soit quinze fois plus qu’en 2021.

Parmi les nombreux facteurs qui favorisent la montée en puissance du stockage d’énergie, on peut également citer les politiques publiques qui visent à maîtriser les prix de l’énergie, à satisfaire les pics de demande ou encore à assurer une souveraineté énergétique. À titre d’exemple, la loi sur la réduction de l’inflation (Inflation Reduction Act, ou IRA) promulguée en 2022 marque le plus grand effort d’investissement jamais engagé par les États-Unis dans la lutte contre le changement climatique.

Relever le défi d’une adoption massive des technologies de stockage à l’échelle des réseaux

Le secteur est aujourd’hui entravé par la faible diffusion de technologies de stockage adaptées à l’échelle des réseaux. La solution la plus viable demeure le pompage-turbinage, dans lequel de l’eau est d’abord pompée vers un réservoir situé en altitude, puis relâchée en temps utile pour produire de l’électricité. Mais cette technologie est malheureusement limitée à des localisations très spécifiques, et les gestionnaires de réseau doivent habituellement recourir à des énergies fossiles pour répondre aux pics de demande.

Les progrès réalisés ces dernières années par les technologies de stockage sont cependant prometteurs, et permettent d’envisager une gestion des fluctuations de demande d’énergie qui ne fasse plus appel aux énergies fossiles. En offrant aux gestionnaires de réseau la possibilité de stocker les excédents d’énergies renouvelables, elles facilitent l’ajustement en temps réel de l’offre et de la demande et atténuent les effets de pointe.

Cinq technologies de stockage de renouvelables pour une fourniture d’électricité fiable

Tandis que les réseaux électriques intègrent une part croissante d’énergies renouvelables variables, les systèmes de stockage doivent également assurer une fourniture d’électricité d’une grande fiabilité. Ces technologies sont fréquemment caractérisées selon leur capacité de stockage, leur réactivité, leur échelle de déploiement et leurs contraintes d’exploitation.

 Le stockage thermique : une solution viable pour les bâtiments à usage commercial

La nouvelle génération de technologies de stockage thermique offre une solution parfaitement adaptée aux bâtiments commerciaux. Trois procédés distincts permettent de conserver la chaleur ou le froid pour une utilisation ultérieure : le stockage par chaleur sensible, par chaleur latente ou thermochimique. Les bâtiments équipés de ces systèmes fonctionnent de fait comme des batteries thermiques, accumulant une énergie renouvelable dans des cuves ou des réservoirs avant de la restituer au moment voulu.

Le stockage électromagnétique : une restitution efficace et instantanée de l’énergie

Le procédé de stockage électromagnétique (Superconducting Magnetic Energy Storage ou SMES) conserve l’énergie au sein d’un champ magnétique. Par sa capacité à restituer l’énergie emmagasinée de manière instantanée, il est particulièrement adapté pour équiper les réseaux qui nécessitent un temps de réaction rapide, et de surcroît les pertes d’énergie du dispositif sont négligeables. Plusieurs prototypes sont actuellement en service, essentiellement dans le cadre de programmes de recherche, mais l’application à grande échelle de ce principe de stockage suscite un grand intérêt et pourrait constituer une solution peu coûteuse.

Quel avenir pour le stockage de l’énergie ?

L’arrivée à maturité des besoins s’accompagne d’évolutions rapides dans le développement de nouveaux matériaux, et dans la production de batteries de stockage destinées aux surplus de production d’énergies renouvelables. De nos jours, l’électronique de puissance réalise une conversion efficace de l’énergie stockée en électricité dans des dispositifs à empreinte carbone faible, voire nulle.

Nexans contribue de plusieurs manières à la transition énergétique, dont le stockage de l’électricité est un élément clé, à commencer par la fourniture de réseaux de transmission et de distribution pour la collecte à la source des énergies renouvelables. Il est crucial de récupérer l’électricité là où elle est produite (par exemple, dans les parcs éoliens offshore) à un coût maîtrisé. L’intégration des sites de stockage repose sur la même capacité de connexion, qu’elle soit à grande échelle ou plus largement répartie sur un territoire.

Pour que les réseaux intelligents puissent intégrer pleinement les énergies renouvelables variables, ils devront se doter d’outils toujours plus performants de suivi de la consommation en temps réel, ainsi que de systèmes automatisés d’ajustement de l’offre et de la demande. Face aux besoins grandissant en termes de flexibilité, Nexans a développé de nouveaux services.

Pour les applications de mobilité électrique, fortement dépendantes des performances techniques et économiques du stockage d’électricité, Nexans fournit des connexions et des protections de câbles adaptées, ainsi que pour les bornes de recharge des véhicules électriques, à l’aide de fonctionnalités de sécurité spécifiques pour assurer un stockage d’énergie en toute sécurité.

Nexans a également acquis une expertise et un leadership mondial en matière de sécurité électrique et incendie, qui peuvent être étendus aux nouvelles applications en termes de stockage, comme les batteries de véhicules.

Le Groupe innove depuis de nombreuses années dans les systèmes industriels cryogéniques et supraconducteurs, notamment avec le développement d’un système de transfert cryogénique de gaz naturel et d’hydrogène liquides. L’hydrogène liquide étant appelé à jouer un rôle clé dans le stockage, Nexans continuera à innover avec des technologies de rupture pour concevoir le réseau électrique de demain.

La transition vers des énergies propres et une électricité décarbonée est intimement liée aux avancées technologiques en matière de stockage. En débouchant à l’avenir sur des applications à grande échelle, celles-ci libéreront tout le potentiel des réseaux intelligents.

Diversifier et renforcer la chaîne d’approvisionnement des nouveaux équipements en vue d’un déploiement massif constitue un enjeu majeur, notamment au regard de l’accès aux matières premières dans un contexte géopolitique tendu. Innover en recyclant les matériaux utilisés dans les produits en fin de vie est déjà un levier clé, pour lequel Nexans s’est particulièrement bien préparé et positionné.

De nos jours, fortement engagés dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), les gouvernements du monde entier font pression sur le secteur de la construction et du bâtiment pour qu’il réduise ses émissions carbonées et sa consommation de matières premières.

Et pour cause. Les bâtiments commerciaux et résidentiels sont responsables de presque 40 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) et consomment 30 % de l’énergie finale au niveau mondial. La décarbonation du secteur du bâtiment et de la construction est critique pour atteindre l’objectif « zéro émissions nettes » en 2050. Cela nécessite des changements fondamentaux dans la manière de concevoir, construire et exploiter les bâtiments partout dans le monde. Cette évolution demande au secteur de favoriser des matériaux de construction et des pratiques plus compatibles avec l’environnement, d’adopter des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux et de réduire l’utilisation des matières premières.

Des matériaux de construction innovants

Le passage aux matériaux de construction bas carbone innovants est essentiel pour réduire l’impact environnemental du secteur du bâtiment et de la construction. Non seulement le béton est le matériau de construction le plus utilisé, mais il est responsable de 8 % des émissions mondiales de GES.

Une alternative viable au béton traditionnel est la brique bas carbone fabriquée à partir de matériaux recyclés, ou la brique traditionnelle en argile cuite dans un processus bas carbone, utilisant du biogaz provenant des déchets, de la méthanisation de biomasse ou de l’énergie solaire ou éolienne.

Saint-Gobain, par exemple, qui fabrique des matériaux de construction, ouvre la voie des produits bas carbone plus durables. Cette année, cette société d’envergure mondiale a annoncé la production de plaques de plâtre zéro carbone dans son usine modernisée de Fredrikstad, en Norvège. La décarbonation du processus de fabrication a été rendue possible par le passage du gaz naturel à l’hydroélectricité, ce qui évite l’émission annuelle de 23 000 tonnes de CO2. En outre, la société est la première du secteur à produire du verre plat zéro carbone, grâce à l’utilisation exclusive de verre recyclé (calcin) et d’énergie verte issue du biogaz et d’électricité décarbonée.

Les matériaux éco compatibles tels que le chanvre et le lin sont des alternatives viables pour réduire l’impact environnemental du secteur. Cavac Biomatériaux, spécialisée dans l’utilisation industrielle des fibres végétales, fabrique des isolants à partir du chanvre et du lin.

Des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux

Le Rapport sur la situation mondiale 2022 des bâtiments et de la construction prévoit un doublement de la consommation mondiale de matières premières d’ici 2060. D’après ses auteurs, la mise en œuvre de stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux comporte un potentiel énorme de réduction des émissions de GES pour le secteur du bâtiment.

De plus, dans les pays du G7, les stratégies d’efficacité matérielle y compris le recyclage des matériaux pourraient réduire les émissions de plus de 80 % d’ici 2050 dans le cycle des matériaux utilisés dans les bâtiments résidentiels. La Fondation Ellen MacArthur estime qu’au niveau mondial, l’économie circulaire réduirait de 38 % d’ici 2050 les émissions de CO2 liées aux matériaux de construction.

Le passeport numérique des produits (DPP) est une initiative cruciale du plan d’action pour une économie circulaire de l’Union Européenne. Cette initiative vise à faire des produits durables la norme dans l’UE en facilitant la transparence tout au long de la chaine de valeur et en favorisant les modèles d’économie circulaire. L’adoption d’un modèle d’économie circulaire dans le secteur du bâtiment et de la construction est cruciale pour atteindre d’importants objectifs de durabilité.

Réduire l’utilisation de matières premières

On estime que les matériaux et les produits de construction consomment 50 % de tous les matériaux extraits de l’écorce terrestre, et que les activités de démolition représentent 50 % de tous les déchets générés. Pour réduire l’empreinte environnementale de ses câbles, Nexans utilise une part croissante de matériaux à faible impact dans toute la chaîne de valeur.

Il est prévu que la disponibilité de matières premières importantes continuera à baisser dans les années à venir. Cela concerne par exemple le cuivre, un composant essentiel des câbles et des fils électriques par sa grande conductivité et sa robustesse. L’extraction du cuivre ne pouvant plus répondre à la demande mondiale, 40 % de la production de cuivre s’appuie sur le cuivre recyclé.

Depuis plus de 35 ans, Nexans recycle les rebuts de cuivre et d’aluminium dans le cadre de sa politique de développement durable, pour réduire l’utilisation de matières premières et promouvoir un modèle d’économie circulaire. En 2008, Nexans et SUEZ ont lancé RECYCÂBLES, le leader du recyclage des câbles et des métaux non ferreux en France. Cette coentreprise traite chaque année 36 000 tonnes de câbles, générant 18 000 tonnes de grenaille de métal et 13 000 tonnes de plastique. La combinaison de plusieurs technologies de pointe permet de produire de la grenaille de cuivre pure à 99,9 %.

Aujourd’hui, Nexans utilise jusqu’à 15 % de cuivre recyclé dans sa fabrication de câbles et vise à utiliser de l’aluminium recyclé en 2024. L’emploi de cuivre, d’aluminium et de plastiques recyclés permet aux clients de Nexans de disposer d’un produit durable sans compromis sur la qualité.

Des matériaux de construction compatibles avec l’environnement

Comme il est prévu que la surface de planchers dans le monde double d’ici 2060, il est vital de mettre en œuvre des matériaux de construction et des pratiques efficaces sur le plan énergétique et compatibles avec l’environnement.

Nexans travaille à améliorer l’impact de ses produits en se procurant des composants qui répondent aux orientations de réduction de la consommation d’énergie, établies par les directives de responsabilité sociale des entreprises (RSE) de l’entreprise.

De plus, la R&D de Nexans pour le développement de ses produits vise à protéger l’environnement et la santé humaine en gérant les substances chimiques utilisées dans les processus de fabrication, et en garantissant que tous les nouveaux projets tiennent compte de l’empreinte environnementale du produit final. Par exemple, à partir de 2025, une grande partie des câbles fabriqués dans l’usine Nexans d’Autun, en France, sera exempte d’halogènes afin de réduire les émissions de gaz toxiques en cas d’incendie.

Pour atteindre l’efficacité énergétique et la neutralité carbone des bâtiments, il est nécessaire d’étudier la manière dont les matériaux de construction sont conçus, fabriqués et utilisés. Cela signifie qu’il faut examiner la chaîne de valeur et changer notre manière de créer, utiliser et réutiliser tous les matériaux – du produit lui-même à son emballage et à son transport – afin de réduire l’impact environnemental global du secteur.

La supraconductivité suscite actuellement un vif intérêt et des débats passionnants, alimentés notamment par la recherche sur les supraconducteurs à température et pression ambiante dont la découverte provoquerait une révolution technologique. Les nombreuses questions soulevées par ces travaux rappellent les défis scientifiques que les chercheurs ont dû surmonter lorsqu’ils ont découvert les supraconducteurs à haute température en 1986. Retour sur cette technologie cruciale pour l’industrie du câble, en explorant les avancées récentes, les défis persistants, mais aussi comment Nexans fournit le tout premier système de câbles supraconducteurs au monde intégré à un réseau ferroviaire.

Alors que nous nous dirigeons vers un avenir tout électrique, la nécessité d’augmenter l’approvisionnement en énergie dans les villes devient de plus en plus urgente. Le besoin de résilience est tout aussi important : l’électricité devenant la principale source d’énergie, l’approvisionnement devra être fiable à 100 %. Les temps d’arrêt ne sont pas une option.

Pourquoi les supraconducteurs ?

Les câbles supraconducteurs sont des miracles de connectivité électrique. Ils présentent des qualités uniques qui les rendent parfaitement adaptés aux projets.

Tout d’abord, les câbles supraconducteurs peuvent transporter des courants extraordinairement élevés, bien supérieurs à ceux des câbles classiques en cuivre ou en aluminium. Il est donc possible de transmettre et de distribuer l’électricité à des tensions relativement faibles. En pratique, cela signifie qu’il est moins nécessaire d’installer des sous-stations dans les centres-villes, ce qui représente une économie importante.

Deuxièmement, les supraconducteurs peuvent transmettre une énorme quantité de puissance par rapport à leur taille. Par exemple, un seul câble supraconducteur d’un diamètre de 17 cm seulement peut transmettre 3,2 GW, soit suffisamment pour alimenter une grande ville. Les couloirs pour les câbles supraconducteurs peuvent être aussi étroits qu’un mètre, ce qui signifie qu’ils peuvent être déployés avec un minimum de perturbations.

Enfin, les câbles supraconducteurs ne produisent pas de chaleur et peuvent être entièrement blindés d’un point de vue électromagnétique, ce qui évite toute interférence avec les réseaux d’électricité, de télécommunications et de canalisations qui sillonnent généralement les villes. Bon nombre des contraintes qui régissent l’acheminement des câbles ne s’appliquent pas lorsque des supraconducteurs sont utilisés.

En outre, les supraconducteurs sont incroyablement efficaces. Les câbles supraconducteurs ont une résistance extrêmement faible lorsqu’ils transportent un courant alternatif et aucune résistance lorsque le courant est continu, de sorte que les pertes sont minimes.

Une première pour le rail

Nexans travaille avec la SNCF, la société nationale des chemins de fer français, sur un projet pionnier visant à renforcer l’alimentation électrique de la gare Montparnasse à Paris à l’aide de câbles supraconducteurs.

Montparnasse est l’une des gares les plus fréquentées de France et accueille plus de 50 millions de voyageurs par an. Ce chiffre devrait dépasser les 90 millions d’ici 2030. Pour faire face à cette nouvelle demande, il faudra des trains supplémentaires – et de l’énergie supplémentaire.

Comme pour toute mise à niveau de l’alimentation électrique d’un centre-ville, le grand défi à Montparnasse était de trouver un moyen de mettre en place une nouvelle alimentation électrique sans avoir à creuser les routes environnantes, ce qui peut être un processus long, coûteux et perturbateur.

Heureusement, le chemin de câbles existant entre la gare Montparnasse et la sous-station qui la dessert disposait de conduits de rechange. Malheureusement, il n’y en avait que quatre. L’utilisation de câbles en cuivre classiques pour fournir la puissance requise nécessiterait une douzaine de câbles. Que pouvait-on faire ?

Les câbles supraconducteurs sont la solution. La solution de Nexans n’utilise que deux câbles, chacun d’un diamètre inférieur à 100 mm, afin de pouvoir les enfiler facilement dans les conduits existants. Malgré leurs petites dimensions, chaque câble est capable de transporter 5,3 MW, soit 3500 A à 1500 VDC – une énorme quantité d’énergie électrique.

Ce projet est d’autant plus important qu’il s’agit de la toute première utilisation de câbles supraconducteurs en France et de la première intégration de supraconducteurs dans un réseau ferroviaire dans le monde. La nouvelle alimentation électrique de Montparnasse sera mise en service en 2023.

Que nous réserve l’avenir ?

Le projet Montparnasse souligne l’énorme potentiel des systèmes de câbles supraconducteurs pour renforcer l’alimentation électrique des villes, en particulier lorsque les contraintes de site limitent l’utilisation des câbles classiques en cuivre et en aluminium.

Mis à part le transport ferroviaire, les systèmes de câbles supraconducteurs sont appelés à jouer un rôle de plus en plus important dans la satisfaction de la demande croissante d’électricité. Celle-ci est alimentée par de nouvelles utilisations commerciales – telles que les centres de données – et par de nouvelles sources de consommation domestique, notamment la recharge des véhicules électriques, les pompes à chaleur et la climatisation.

En plus de répondre à la demande accrue d’énergie en vrac, les systèmes supraconducteurs joueront un rôle essentiel dans le renforcement de la résilience des réseaux électriques urbains.

Le projet REG (Resilient Electric Grid) à Chicago, aux Etats-Unis, souligne cette orientation. Nexans a conçu, fabriqué et installé un câble supraconducteur pour le système REG, qui contribue à prévenir les pannes de courant en interconnectant et en partageant la capacité énergétique excédentaire des sous-stations voisines, et en empêchant les courants de défaut élevés.

Nexans est le leader mondial des systèmes de câbles supraconducteurs. Grâce à nos capacités uniques en matière de R&D, d’innovation, de test, de fabrication et de déploiement, nous sommes parfaitement placés pour aider nos clients, partenaires et parties prenantes à se préparer à électrifier l’avenir.

Alors que la demande mondiale d’électricité devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030 et que la pression pour passer aux énergies renouvelables se fait de plus en plus forte, la « guerre des courants » est à nouveau d’actualité.

Cette référence renvoie aux années 1880, quand Westinghouse et Edison confrontaient leurs visions respectives de la distribution d’électricité. Mais à l’époque, l’infrastructure de transmission du courant continu (CC) était aussi coûteuse qu’inefficace. C’est donc l’approche de Nikola Tesla, utilisant le courant alternatif (CA), qui a finalement remporté cette bataille, et notre infrastructure électrique est encore aujourd’hui dominée par la technologie du courant alternatif. Mais le vent du changement s’est levé.

Aujourd’hui, plus de 70 % des appareils dans le bâtiment ont besoin de courant continu pour fonctionner. Selon EMerge Alliance, la conversion du courant alternatif en courant continu entraîne un gaspillage d’énergie qui peut s’élever jusqu’à 20 %. Réduire le besoin de conversion peut avoir des implications majeures, en termes d’économies d’énergie et d’impact sur l’environnement. Il est devenu essentiel de réduire, voire d’éliminer, ce besoin de conversion dans les bâtiments.

L’International Energy Agency indique qu’en 2021, le fonctionnement des bâtiments représentait 30 % de la consommation mondiale d’énergie finale et 27 % des émissions totales du secteur de l’énergie. Les gouvernements exercent de plus en plus de pression sur le secteur du bâtiment, avec des directives ambitieuses en matière de performance énergétique, afin de réduire l’empreinte carbone des bâtiments. Des directives telles que « le bâtiment à énergie zéro » (en anglais « Zero-Energy Buildings ») en Europe et aux Etats Unis, œuvrent pour des bâtiments nécessitant peu d’énergie, issue de sources renouvelables, produites sur place ou à proximité.

De telles directives, ainsi que l’intérêt croissant pour l’autoconsommation, le stockage sur batteries et les appareils alimentés en courant continu (éclairage LED, systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, véhicules électriques et tous les équipements à base de composants électroniques), incitent le secteur du bâtiment à passer à la distribution d’électricité en courant continu.

Vers des systèmes de câbles Courant Continu fiables pour les micro-réseaux CC

S’agissant de la distribution d’énergie électrique, on observe une évolution progressive vers le courant continu en raison de l’intérêt croissant pour les micro-réseaux à basse tension (BT) et à moyenne tension (MT). Cette évolution reflète des changements fondamentaux à l’œuvre, dans la manière dont l’électricité est générée, stockée et consommée. Nous sommes aujourd’hui convaincus que les réseaux à courant alternatif et à courant continu coexisteront dans une large mesure.

Cependant, une connaissance experte du comportement du système d’isolation est essentielle pour garantir la fiabilité des câbles BT et des accessoires dans les bâtiments.

En effet, le comportement des systèmes de câbles LVAC est bien connu, mais pas celui des systèmes LVDC.

L’un des axes de travail du centre de R&D de Nexans – AmpaCity, consiste à optimiser le design des câbles. Cette optimisation est réalisée grâce à la compréhension du comportement électrique des systèmes d’isolation sous contrainte, mais aussi des effets sur la rupture, le vieillissement et la corrosion des câbles à courant continu. Nous sommes également engagés à étudier des polymères plus efficaces pour l’isolation des câbles à courant continu, avec un impact environnemental plus faible que les solutions utilisées pour le courant alternatif.

La transformation des bâtiments en plein essor

Comme indiqué précédemment, la production d’électricité se rapproche de la demande. Les installations solaires photovoltaïques sur les toits deviennent de plus en plus courantes. Selon la stratégie de l’UE en matière d’énergie solaire, l’UE rendra obligatoire l’installation de panneaux solaires sur les toits des nouveaux bâtiments publics et commerciaux d’une superficie utile supérieure à 250 m2 d’ici à 2026 et de tous les nouveaux bâtiments résidentiels d’ici 2029. Or, ces panneaux solaires photovoltaïques sont, par défaut, en courant continu. Autres mesures qui se généralisent : le stockage sur batteries destinées à l’alimentation sans interruption (ASI) dans les centres de données, pour assurer la continuité de l’approvisionnement, et le déploiement croissant des systèmes de stockage d’énergie sur batteries (SSEB) pour l’équilibrage du réseau.

Par ailleurs, ces dernières années, nous avons assisté à l’essor du secteur des véhicules électriques (VE), avec un besoin accru de stations de recharge à courant continu dans les bâtiments commerciaux, résidentiels et de bureaux. Avec des politiques mondiales qui encourageant ou imposent le passage aux VE, le marché des chargeurs connaît une croissance rapide, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) estimé à 29 % entre 2023 et 2050.

Distribution locale d’électricité en courant continu

Le déploiement du courant continu dans le bâtiment offre des avantages importants en termes de sécurité, de coûts et de fiabilité des appareils.

Du point de vue de la sécurité, le courant alternatif est intrinsèquement plus dangereux. Il est communément admis que le risque d’électrocution du corps humain par le courant continu est plus faible que par le courant alternatif, car l’impédance totale du corps humain diminue à mesure que la fréquence augmente. Et pour les catégories à forte croissance, comme les chargeurs de VE, l’adoption du courant continu apporte plus de sécurité.

Le secteur des centres de données représente environ 4 % de la consommation mondiale d’électricité et devrait continuer à croître. Il est donc essentiel de décarboner ce secteur. Dans les bâtiments à forte consommation d’énergie, tels que les centres de données alimentés en courant continu, il serait possible de réaliser une économie de 4 à 6 % par rapport aux installations classiques en courant alternatif.

Outre la réduction des pertes électriques liées au transport par câble, il y a la réduction des pertes de conversion entre courant alternatif et courant continu.

L’alimentation en courant continu des appareils prévus à cet effet permet d’éliminer les pertes de puissance dues à la conversion et ainsi d’éviter un gaspillage d’énergie estimé entre 5 et 20 %. En outre, le processus de conversion au niveau des appareils eux-mêmes peut raccourcir leur durée de vie. Par exemple, la distribution de courant continu directement à un luminaire à LED (évitant ainsi la conversion de courant alternatif en courant continu) peut considérablement prolonger sa durée de vie. Enfin, la distribution électrique en courant continu au niveau du bâtiment réduit le coût et l’encombrement des adaptateurs et convertisseurs.

Une transition en cours vers des bâtiments alimentés en courant continu

En conclusion, la distribution d’énergie à courant continu dans les bâtiments se profile à l’horizon, mais le changement prendra du temps. Si les micro-réseaux à courant continu devraient se généraliser, il reste un certain nombre de défis à relever, notamment l’adoption par les professionnels du secteur. La plupart, en effet, ont tendance à privilégier l’alimentation en courant alternatif, dont ils ont une plus longue expérience.

En outre, il faut faire évoluer les normes et les codes du bâtiment portant sur les appareils alimentés en courant continu, mais aussi analyser plus en détail le gain de rentabilité dans le cadre des rénovations et des nouvelles constructions.

Les câbles, qui sont un élément fondamental de l’infrastructure électrique des bâtiments, sont un acteur essentiel de la transition vers des structures alimentées en courant continu. Les bâtiments de demain seront intelligents, connectés, durables et alimentés en courant continu. Nexans s’engage dans cette transformation en fabriquant des systèmes de câbles spécifiques, compatibles avec ces nouvelles infrastructures. En nous appuyant sur nos partenariats stratégiques et en nous impliquant dans des groupes industriels clés, nous contribuons à la transition vers des bâtiments alimentés en courant continu.

Un vent nouveau souffle sur le secteur de la construction. Nous l’avons observé ces deux dernières années ; le secteur que l’on appelait « de la brique et du mortier », s’apprête désormais à opérer une révolution numérique. Le secteur a été généralement assez lent à adopter les nouvelles technologies et ceci a fait stagner la productivité, pendant des dizaines d’années. La numérisation du marché de la construction, qui pèse 7 500 milliards de dollars, se fait attendre depuis longtemps.

D’après une enquête mondiale menée par McKinsey en 2022, auprès de plus de 500 cadres du secteur de la construction, plus de 70% d’entre eux prévoient d’augmenter leurs investissements dans l’innovation et la R&D. À tel point que les sondés placent les outils de conception numériques tels que le BIM (building information modeling), les solutions logicielles et l’automatisation, avant le développement durable.

L’investissement dans l’innovation et la R&D deviendrait le principal facteur de différenciation sur le marché, au cours des trois à cinq années à venir. Cette réalité aura des effets en cascade sur l’ensemble de la chaîne de valeur et sera motivée en partie par le changement climatique et la productivité.

Numérisation du secteur de la construction et du bâtiment

La productivité a depuis longtemps été le nerf de la guerre pour le secteur, notamment avec des projets d’investissement, qui accusent en moyenne 20 mois de retard et dépassent jusqu’à 80% le budget initial. L’industrie dans son ensemble, s’applique à utiliser de plus en plus d’outils numériques, de la conception à la construction jusqu’aux opérations, mais à des niveaux différents, selon la phase en question.

Améliorer la productivité implique de combler le fossé entre les systèmes de gestion des document et des produits, afin de simplifier les tâches des opérateurs et d’accroître leur productivité.

Bien que des progrès aient été enregistrés, il y a encore beaucoup à faire pour améliorer la productivité, notamment en ayant recours aux technologies numériques, tout au long du processus : conception, construction et opérations.

Nombre de réglementations gouvernementales visent à décarboner le secteur et la numérisation joue un rôle crucial, afin de réduire les répercussions environnementales des projets de construction, à l’échelle mondiale.

Électrification des bâtiments

Alors que l’électrification des bâtiments va continuer à se développer et à s’étendre, il est essentiel d’assurer un déploiement efficace des solutions de câblage, pour garantir la sécurité et les gains de productivité. Combler le fossé entre les outils de gestion de la productivité et les systèmes de gestion des documents est un premier pas pour faciliter le travail des électriciens. Par ailleurs, face à une pénurie de main-d’œuvre qualifiée, il est nécessaire d’améliorer la traçabilité et l’accès à l’information.

Le lien numérique entre produits physiques et documentations liées fait aujourd’hui défaut. C’est notamment souvent le cas pour les produits électriques – les installateurs ont rarement accès à la documentation à jour. De par l’absence de traçabilité, de nombreuses informations se perdent une fois le travail terminé, notamment l’identité de l’installateur.

Tandis que les bâtiments se détourneront progressivement des combustibles fossiles, en faveur des énergies renouvelables, la demande d’électriciens qualifiés augmentera. À quoi s’ajoutera le besoin de recruter des experts en technologie pour gérer l’afflux de systèmes et d’outils numériques, essentiels pour opérer ce changement au sein de l’industrie.

Le fondement de la révolution numérique

À mesure que le secteur du bâtiment progresse dans sa transformation numérique, la modélisation des données du bâtiment (BIM) deviendra de plus en plus la norme et le fondement des projets de construction. Ce lien entre les éléments physiques du bâtiment et le format numérique qui les accompagne (appelé contenu BIM) facilite les processus de travail tout au long du cycle de valeur d’un projet de construction, de la planification à la conception et de la construction à l’exploitation.

Le contenu BIM permet aux architectes, concepteurs et constructeurs d’accéder facilement aux informations essentielles sur les produits, telles que les instructions d’installation, la consommation d’énergie, les écolabels, les coûts d’exploitation et le cycle de vie des produits. Nexans travaille avec des fournisseurs de BIM pour intégrer ses offres afin de faciliter l’installation, la maintenance et la sécurité des câbles électriques.

Alors que les nouvelles technologies telles que les drones, la robotique et l’impression 3D deviennent de plus en plus courantes sur les chantiers, il est essentiel de s’assurer que le BIM constitue le fondement de la stratégie numérique du secteur de la construction. Selon McKinsey, le passage à la BIM 5D, qui combine des modèles physiques en 3D des bâtiments avec des données sur les coûts, la conception et le calendrier, pourrait entraîner une économie de 10% de la valeur du contrat en détectant les conflits, en réduisant la durée de vie du projet et en réduisant potentiellement les coûts des matériaux de 20%.

Passer de l’analogique au numérique

Le passage de la documentation analogique à la documentation numérique et la traçabilité sont des éléments essentiels, afin que le marché des produits de la construction puisse aller encore plus loin. Il s’agira également de réduire la fragmentation de l’industrie, pour assurer plus de productivité, de sécurité et de rentabilité. Ceci est d’autant plus important dans le cadre de l’électrification des bâtiments, afin de fournir des installations sûres et de mener des opérations en toute sécurité.

Grâce à son application basée sur le cloud, Evermark™, Nexans permet à ses clients d’avoir facilement accès aux informations liées aux produits installés, notamment le suivi de la maintenance, les schémas électriques et les données produits. Grâce à l’étiquetage NFC, Evermark™ crée un lien numérique entre les produits physiques et la documentation liée. Ceci assure ainsi une traçabilité totale des installations électriques, tout au long du cycle de vie des produits (phases d’installation, de maintenance et de remplacement). L’application donne un accès immédiat aux informations importantes sur site et hors site, en réduisant ainsi les coûts et le temps dédié, tout en améliorant la productivité.

Les nouvelles technologies sont synonymes de nouvelles opportunités. Il est essentiel d’intégrer progressivement les nouveaux outils numériques, afin d’enregistrer de meilleurs taux de satisfaction client.