Qu’est-ce que la résilience du réseau ?

Les coupures de courant peuvent être causées par des catastrophes naturelles, des cyberattaques, des pannes d’équipement ou d’autres facteurs. La capacité des opérateurs de réseau à limiter l’ampleur, la durée et l’impact des coupures détermine le niveau de résilience d’un système électrique.

La résilience et la fiabilité du réseau sont des termes étroitement liés :

• La fiabilité du réseau mesure la capacité d’un réseau électrique à maintenir l’approvisionnement en énergie et à répondre aux besoins des clients dans des conditions normales.

• La résilience du réseau, quant à elle, met l’accent sur la capacité du réseau à résister aux perturbations, à s’y adapter et à s’en remettre.

Bien que ces deux notions se recoupent en partie, un réseau résilient peut ne pas être fiable, et vice versa. Les investissements dans la résilience renforcent souvent la fiabilité à long terme en réduisant la durée des coupures et en améliorant la robustesse du système.

La résilience du réseau électrique reflète la manière dont de multiples facteurs techniques, environnementaux et opérationnels interagissent en situation de stress pour maintenir la production et la distribution d’électricité. Ces facteurs comprennent les éléments suivants :

• L’infrastructure existante

• La complexité et la conception du réseau

• La croissance de la demande

• La transition énergétique

• Flexibilité opérationnelle

• Le changement climatique

• La cybersécurité

Les infrastructures énergétiques comprennent les centrales électriques, les transformateurs, les lignes électriques et les autres équipements physiques qui produisent, transportent et distribuent l’électricité. Les systèmes de production et de transport vieillissants sont plus vulnérables aux événements perturbateurs.

Les réseaux centralisés, dont la redondance est limitée, sont plus faciles à gérer mais présentent souvent des points de vulnérabilité critiques. À l’inverse, les réseaux décentralisés ou distribués offrent une redondance accrue, mais sont plus complexes à concevoir, à exploiter et à entretenir.

La croissance de la demande met à rude épreuve les infrastructures critiques et peut réduire la résilience du réseau électrique. Par exemple, l’augmentation de la construction de centres de données pilotés par l’IA a entraîné une hausse correspondante de la demande en énergie.

La croissance de la demande de pointe pose des défis particuliers en matière de résilience en sollicitant les capacités de production et de transport dans des conditions extrêmes.

La transition vers les sources d’énergie renouvelables ajoute une variable supplémentaire au fonctionnement et à la gestion du système. Les sources d’énergie intermittentes, telles que l’énergie solaire et éolienne, nécessitent des mesures d’accompagnement, telles que le stockage d’énergie, la réponse à la demande et la production flexible, afin de compenser leur production d’électricité irrégulière.

La flexibilité opérationnelle est la capacité d’un réseau à ajuster rapidement la production, la charge et les flux d’énergie en réponse à l’évolution des conditions d’approvisionnement ou de demande d’électricité. Elle est essentielle à l’intégration des énergies renouvelables car elle équilibre les fluctuations pouvant survenir avec des sources d’énergie intermittentes.

Le changement climatique entraîne des conditions météorologiques de plus en plus instables, des catastrophes naturelles et des phénomènes météorologiques extrêmes, qui peuvent à leur tour perturber l’approvisionnement en électricité. Les épisodes de froid et de chaleur extrêmes mettent de plus en plus à l’épreuve la résilience du réseau électrique dans différentes régions. Les températures glaciales record enregistrées en janvier 2024 ont provoqué une panne d’électricité au Texas en mettant à rude épreuve la production, l’approvisionnement en combustible et l’exploitation du réseau.

Les feux de forêt, les inondations et les tempêtes violentes constituent autant de risques climatiques graves qui affectent la résilience du réseau électrique. La hausse des températures et les vagues de chaleur entraînent une utilisation accrue des climatiseurs, accélérant ainsi la croissance de la demande en électricité. Les îlots de chaleur urbains, ces zones urbanisées où les températures sont plus élevées que dans les environs, aggravent encore les problèmes liés au refroidissement.

L’adoption croissante des technologies de réseau numérique rend les systèmes électriques plus vulnérables aux cyberattaques. Les opérateurs de réseau ont besoin de mesures de cybersécurité robustes pour minimiser les surfaces d’attaque et maintenir la résilience du réseau face à un paysage de menaces en constante évolution.

2026 est une année charnière pour la résilience du réseau en raison de plusieurs facteurs convergents. La forte augmentation de la demande résulte de l’électrification en hausse, de la construction de centres de données et de la croissance économique. Parallèlement, le vieillissement des infrastructures et la fréquence accrue des catastrophes naturelles liées au changement climatique entravent la capacité du réseau à répondre à cette demande accrue.

L’adaptation du réseau grâce à des mises à niveau technologiques avancées, telles que des initiatives de durabilité utilisant les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire, n’est pas sans poser ses propres défis. Ces deux options sont coûteuses en capital et l’intégration des énergies renouvelables dans les infrastructures existantes est complexe sur le plan logistique.

Contrairement aux énergies renouvelables intermittentes, les centrales nucléaires peuvent fonctionner en continu et sont moins sensibles aux variations météorologiques à court terme. Cependant, l’énergie nucléaire fait l’objet d’un débat permanent concernant la sécurité et d’autres préoccupations.

Des solutions de résilience à court terme sont nécessaires pour relever les défis de 2026 avant que des sources d’énergie à plus long terme puissent être mises en service.

La résilience des réseaux modernes repose sur des technologies clés, notamment l’IA, les sources d’énergie renouvelables et les réseaux distribués. Ces approches constituent les quatre principales méthodes d’amélioration de la résilience des réseaux :

• Technologies intelligentes

• Améliorations des infrastructures physiques

• Production décentralisée

• Stockage d’énergie

Les opérateurs de réseau et les autres parties prenantes peuvent introduire l’automatisation dans la gestion des actifs énergétiques en adoptant des technologies de réseau intelligent. Les modèles d’analyse prédictive peuvent aider à anticiper les menaces et donner aux opérateurs de réseau le temps de réagir ou d’effectuer une maintenance prédictive. Des capteurs avancés, tels que les unités de mesure de phase (PMU), peuvent permettre la détection automatisée des pannes et la connaissance de la situation.

Avec une modernisation suffisante du réseau, les systèmes d’autodétection et d’auto-réparation peuvent rediriger l’énergie lorsqu’une perturbation est détectée et maintenir l’approvisionnement des clients. L’intégration de technologies intelligentes peut aider les entreprises à se présenter comme des entités éligibles aux opportunités de financement liées aux infrastructures, aux programmes de subventions et à d’autres partenariats.

« Renforcer » le réseau consiste à le rendre plus résilient face aux perturbations physiques. Les solutions comprennent des mesures de résilience climatique telles que des digues plus hautes, la gestion de la végétation, la relocalisation des actifs clés, l’utilisation de matériaux résistants au feu et l’enfouissement des lignes électriques.

Plutôt que de construire de nouvelles infrastructures, les gestionnaires de réseau peuvent recourir à des systèmes de transmission flexible en courant alternatif (FACTS) pour équilibrer une production d’électricité irrégulière. Les FACTS aident les réseaux vieillissants à s’adapter aux sources d’énergie renouvelables sans nécessiter de nouveaux travaux de construction.

Les technologies intelligentes et les améliorations physiques offrent toutes deux aux fournisseurs d’énergie la possibilité de transformer les risques climatiques en opportunités commerciales grâce à des investissements stratégiques.

La production décentralisée (DG) consiste à fournir de l’électricité via des réseaux locaux à petite échelle, par opposition aux grands réseaux centralisés. Les ressources énergétiques distribuées (RED) sont souvent axées sur les sources d’énergie renouvelables et peuvent inclure des panneaux solaires, des éoliennes et des systèmes de stockage d’énergie.

Les RED peuvent alimenter des foyers individuels ou se connecter à un microréseau, c’est-à-dire un réseau exploité de manière autonome qui alimente une zone régionale, comme un campus ou un hôpital. Les microréseaux et les systèmes de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE) peuvent se connecter au réseau général et y contribuer, tout en se mettant manuellement ou automatiquement en quarantaine ou en « îlotage » pour maintenir leur disponibilité en cas de panne.

Les systèmes de production décentralisée peuvent contribuer à réduire la demande en électricité en complétant l’alimentation fournie par le réseau ou en la remplaçant entièrement dans les zones qu’ils desservent. Les gestionnaires de réseau peuvent alors concentrer leurs ressources sur les autres clients non desservis par une ressource énergétique décentralisée. Les entités exploitant des RED peuvent tirer profit de la vente de l’électricité excédentaire au réseau principal.

Les systèmes de stockage d’énergie constituent un élément essentiel de la modernisation du réseau. Les clients et les services publics peuvent maintenir l’approvisionnement en électricité en cas de perturbations et équilibrer la variabilité. Les systèmes de stockage d’énergie sur batterie (BESS) peuvent être déployés à l’échelle résidentielle, commerciale et des services publics, fournissant une alimentation de secours en cas de coupures de courant et des services de réseau tels que la régulation de fréquence, le soutien de tension et l’écrêtement des pointes.

Les technologies de stockage d’énergie à plus long terme étendent ces avantages en fournissant de l’électricité pendant des heures ou des jours plutôt que pendant quelques minutes. Les systèmes de stockage d’énergie améliorent les performances des microréseaux, renforcent la flexibilité du système et permettent aux opérateurs de rétablir rapidement le service.

Les indicateurs clés de performance (KPI) de la résilience du réseau permettent aux entreprises et aux parties prenantes d’évaluer l’efficacité de leurs initiatives. Ces informations peuvent orienter de nouvelles améliorations et maximiser l’efficacité.

Les KPI de résilience du réseau comprennent les indicateurs décrits ici :

• Le SAIDI (indice de durée moyenne d’interruption du réseau) mesure la durée cumulative moyenne des coupures de courant par client.

• Le SAIFI (indice de fréquence moyenne d’interruption du réseau) mesure le nombre moyen de coupures par période de mesure, souvent par année.

• Le CAIDI (indice de durée moyenne d’interruption par client) mesure le temps moyen nécessaire pour rétablir l’alimentation électrique après une coupure. Le SAIDI, le SAIFI et le CAIDI sont traditionnellement des indicateurs de fiabilité, mais sont souvent utilisés comme indicateurs de substitution pour évaluer la résilience du réseau.

• La performance de charge critique correspond à la limite maximale de demande qu’un réseau peut supporter avant de subir des effets néfastes, tels que des pannes générales.

• Les indicateurs de renforcement des infrastructures peuvent inclure le nombre de kilomètres de lignes électriques enterrées, la hauteur des digues, la modernisation des installations et la capacité de production (en mégawatts, MW) adaptée aux conditions météorologiques.

• Le nombre et la capacité des microréseaux indiquent dans quelle mesure ceux-ci complètent le réseau dans leur zone de desserte.

• La modélisation des menaces basée sur l’analyse prédictive permet de mettre en évidence les effets des événements météorologiques extrêmes sur un réseau.

• Les évaluations de la vulnérabilité des actifs identifient les infrastructures critiques exposées à un risque de perturbation.

• La fonction de dommages client (CDF), développée par le National Renewable Energy Laboratory (NREL) dans le cadre de son programme National Library of the Rockies (NLR) avec le financement du Département de l’énergie (DoE) des États-Unis, mesure la différence entre les coûts des coupures de courant avec et sans investissements dans la résilience.

À ce jour, il n’existe pas de normes universelles pour les KPI de résilience du réseau, bien que des recherches soient en cours pour développer un nouveau système de mesure de l’efficacité des initiatives. Un article publié en 2026 dans Science Direct a proposé un nouvel ensemble de KPI axés sur les ressources énergétiques distribuées (RED) visant à offrir un aperçu plus ciblé des développements spécifiques à la résilience.