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(Dossier) Territoires européens : régions, États, Union

Électricité en réseau : solidarités et dépendances, la situation en Europe en 2004

Publié le 26/03/2004
Auteur(s) : Sylviane Tabarly, professeure agrégée de géographie retraitée, responsable éditoriale de Géoconfluences de 2002 à 2012 - Dgesco et École normale supérieure de Lyon

Au cours des mois d'août et septembre 2003, des coupures générales (black-out) de réseaux d'alimentation en électricité ont plongé, pour quelques heures, une bonne partie de l'Amérique du Nord, du Danemark, de la Suède ou de l'Italie dans l'obscurité.

Révélatrices de la complexité et de l'internationalisation croissantes des systèmes d'interconnexion et de transport de l'électricité, ces pannes posent aussi la question des politiques globales de production, de transport et de distribution énergétique : en termes de gestion des réseaux et d'aménagement du territoire, quels enseignements tirer de ces récents événements ?

Les coupures d'électricité les plus spectaculaires dans le monde depuis 1999

© Afp (téléchargement du 23/10/2003) soumis à conditions particulières.

Aux États-Unis, il n'existe pas un, mais des réseaux de transport et distribution de l'électricité car chaque État a la haute main sur l'organisation de son propre marché. Échecs et réussites y coexistent. Échec, en 2000 en Californie par exemple, lorsque le système ne permettait plus de mettre en adéquation offre et demande d'électricité. Réussite, lorsque dans le nord-est des États-Unis, le PJM, un réseau interconnecté sur tout ou partie de sept États : il rassemble 250 producteurs, transporteurs et distributeurs et dessert 25 millions de consommateurs. Pour compléter, consulter le communiqué de presse du Sénat du 24 septembre 2003 : www.senat.fr/presse/cp20030924a.html

Dans une Europe dont le marché s'organise, les échanges s'intensifient, quelle est la situation ? Quelles sont les perspectives ?

 

Politiques européennes d'approvisionnement, de transport et de distribution de l'électricité : quelques aperçus

La situation en Europe : cartes et données

Les cartes ci-dessous témoignent des disparités des productions nationales d'électricité, qu'il convient de rapporter au nombre d'habitants. Certaines productions sont donc nettement excédentaires, d'autres déficitaires : des flux d'échange transfrontaliers s'organisent en conséquence.

Production nette d'électricité pour différents pays d'Europe en 2002

© Géoconfluences - Réalisation C. Dodane

D'après les données de l'UCTE

Pour ouvrir la carte en version imprimable en "noir et blanc" (nouvelle fenêtre)

Échanges transfrontaliers d'électricité pour différents pays d'Europe en 2002

© Géoconfluences - Réalisation C. Dodane

D'après les données de l'UCTE

Norme des abréviations : A : Autriche AL : Albanie - B : Belgique - BiH : Bosnie-Herzégovine - CH : Suisse - CZ : République Tchèque - D : Allemagne - DK : Danemark - E : Espagne - F : France - FIN : Finlande - FYROM : Macédoine - GB : Grande Bretagne - GR : Grèce - H : Hongrie - HR : Croatie - I : Italie - IRL : Irlande - L : Luxembourg - N : Norvège - NL : Pays Bas - P : Portugal - PL : Pologne - S : Suède - SK : Slovaquie - SLO : Slovénie - YU : Serbie-Monténégro

Une carte de synthèse typologique : cliquer pour agrandir et avoir les éléments complémentaires

© Géoconfluences - Réalisation C. Dodane

La carte montre six types d'Etats selon leur choix de production d'électricité. Elle est établie à partir de trois diagrammes ordonnés (thermique nucléaire, thermique classique, hydraulique). À chaque diagramme est associée une carte du volume de production. Cliquer sur la carte ci-dessus pour avoir le document complet en pop-up.

En Europe et, plus particulièrement, au sein de l'Union européenne, le décloisonnement progressif du marché de l'électricité s'accompagne de mesures destinées à réduire les risques d'incident majeur (voir ci-dessous l'annexe 1). Différents dispositifs d'harmonisation ont progressivement été adoptés mais, dans la situation transitoire actuelle, les effets des processus de libéralisation sont encore incertains.

Vers un pilotage communautaire des réseaux de transport d'électricité transeuropéens

Dans l'esprit des traités de Rome (1957) et de Maastricht (1993), en facilitant la libre circulation des populations, des marchandises et des capitaux, l'Union européenne a pour objectif de développer son marché intérieur. C'est dans cette perspective qu'une politique de développement de réseaux énergétiques transeuropéens (électricité et gaz) fut adoptée (Energy TEN's pour Energy Trans-European Networks). Elle consiste à promouvoir l'interconnexion et l'interopérabilité entre les réseaux nationaux, à permettre l'accès aux marchés nationaux en portant une attention particulière à la situation des régions périphériques et isolées. En 1993, le Livre blanc de la Commission présidée à l'époque par Jacques Delors (Croissance, compétitivité, emploi - Les défis et les pistes pour entrer dans le XXIe siècle) proposait de mobiliser des ressources pour financer de tels projets. Les premières directives pour le programme TEN-Energy furent adoptées en 1996. Elles établissaient une liste de projets d'intérêt commun complétée ultérieurement en 1997, 1999 et 2001 (pour une entrée en vigueur en 2003). Ces projets ne portaient pas sur les réseaux de distribution (de la compétence des États) mais sur les grandes infrastructures de transport, soit, pour l'électricité : les lignes à haute tension, les lignes sous-marines, les systèmes de gestion et de contrôle.

La directive 96/92/CE (19 décembre 1996) du Parlement et du Conseil européens établit des règles communes pour le marché intérieur de l'électricité. Ses principaux enjeux concernent les échanges transfrontaliers qu'elle cherche à favoriser, en harmonisant les tarifications et en améliorant la gestion des trop rares ressources en interconnexion.

Pour aller au-delà de la directive de 1996, la Commission européenne initie, en 1998, le forum de Florence, un processus de concertation et de régulation dans le domaine de l'électricité. Il réunit, deux fois par an, les autorités nationales de régulation, les gestionnaires de réseaux de transport (GRT ou TSO : Transmission System Operators), de distribution et de négoce, les consommateurs, les représentants de la Commission et des États membres.

Énergies en débat

Cette brève peut inciter à traiter des questions plus générales relatives à l'ensemble des problèmes énergétiques, tant à l'échelle nationale qu'européenne. En France, le gouvernement s'apprête à déposer un projet de loi d'orientation sur les énergies : une réflexion sur les stratégies et les politiques énergétiques, dans un contexte transeuropéen, peut être alors opportune (programmes de première notamment). Entre les contraintes de "développement durable", le respect des engagements pris à travers le protocole de Kyoto, la nécessité d'assurer la fiabilité des approvisionnements énergétiques à une échelle transfrontalière, les logiques d'aménagement des territoires, quels choix opérer ?

Les documents annexes et les ressources en ligne proposés ci-dessous contribuent à instruire ces questions, à alimenter ces débats.

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Annexe 1 - Des vulnérabilités : le regard de l'Observatoire Européen de la Libéralisation des Marchés de l'Énergie (OELME) sur l'hiver 2002-2003

Les dernières observations d'une étude de l'Observatoire Européen de la Libéralisation des Marchés de l'Énergie (OELME) sur l'utilisation des capacités de production d'électricité en Europe font ressortir la différence entre les marges de réserve théoriques et la capacité installée disponible pour chaque État. Durant l'hiver 2001/2002, les données avaient fait ressortir une marge minimum disponible inférieure à 5% en France, en Allemagne, en Espagne et en Italie, ce qui est faible compte tenu de la marge opérationnelle habituelle de 15%.

Mais durant l'hiver 2002/2003, la situation dans ces pays n'a pas été si critique, les capacités restantes en France, en Allemagne étant de l'ordre de 8 à 10% (cf. le graphique ci-dessous). Par contre, la situation a été beaucoup plus tendue en Scandinavie, où des conditions hydrauliques défavorables ont réduit les capacités de production à un niveau dangereusement faible. Au Royaume-Uni, le gestionnaire de réseau, NGC, a éprouvé des périodes de stress intense et a publié la chronologie des événements survenus au cours d'une journée de décembre 2002 : une association de changements climatiques dramatiques et de centrales en panne a réduit brutalement sa marge opérationnelle de 15%. NGC a pu faire face à ces événements grâce aux mécanismes d'échange transfrontaliers, même s'il a failli ne plus pouvoir répondre à la demande à un certain moment.

Quelles leçons tirer de l'expérience du Royaume-Uni et de la Scandinavie? Le principal est que, dans les deux cas, les lumières sont restées allumées ! Malgré des conditions extrêmes, les mécanismes de marché mis en place ont répondu efficacement.

Cependant, ces exemples soulèvent des interrogations à plus long terme concernant le niveau de sécurité requis. Étant donné l'impact économique et social produit par une coupure, quelles sont les marges de réserve adéquates pour réduire les risques à un niveau acceptable et comment financer ces marges ?

Transits transfrontaliers (hiver 2002-2003 / hiver 2001-2002)

Source, adaptation (texte et graphiques) : Observatoire Européen de la Libéralisation des Marchés de l'Énergie (OELME), avec l'autorisation de Cap Gemini Ernst & Young France

www.fr.cgey.com/news/2003/2003_10_07.php

Pointes de demande, capacités installées* et capacités restantes en 2002

Source : Observatoire Européen de la Libéralisation des Marchés de l'Énergie (OELME), avec l'autorisation de Cap Gemini Ernst & Young France

www.fr.cgey.com/news/2003/2003_10_07.php

Document complémentaire : variabilité de la demande, une illustration d'après les prix de l'électricité sur la bourse française Powernext* sur une année (2002 - 2003), en jours ouvrables

Une analyse rapide montre que les niveaux les plus élevés ne sont pas cantonnés à l'hiver. Ils sont tendus pendant la période de "pointe" (8h-20h) des jours ouvrables en toute saison. Ils atteignent des pics de très courte durée en période de grand froid (200 €/MWh à la pointe de janvier) ou en cas d'indisponibilité fortuite de certains moyens, et sont très faibles pendant les creux de nuit (minuit-6 h), les jours ouvrables pendant lesquels l'activité économique est au ralenti (mai, août et décembre).

Les prix sont très sensibles à la composition du parc de production et à des circonstances fortuites, aussi convient-il de ne pas tirer de conclusions hâtives des prix prévalant pendant une seule année. Ainsi, pour cette période :

  • les prix élevés du mois de septembre 2002 résultent de l'indisponibilité prolongée de moyens de production en base en Allemagne,
  • des températures particulièrement douces expliquent que les prix soient restés modérés pendant l'hiver 2002, et qu'il n'y ait pas de différence marquée entre hiver et reste de l'année en dehors des heures de pointe (si les prix n'ont pas augmenté en hiver, la puissance appelée a par contre été élevée)

Source : Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie industrie.gouv.fr/energie/electric/cout-ref-2.pdf

Powernext est une bourse française organisant le marché de l'électricité. Opérationnelle depuis novembre 2001, elle est à la disposition des opérateurs du trading de l'électricité européens et porte sur la livraison d'électricité sur le "hub" français.

Notes

  • Capacité installée : les méthodes utilisées pour calculer la capacité théoriquement disponible ne sont pas exactement les mêmes d'un pays à l'autre (particulièrement pour l'énergie hydraulique en Scandinavie). Certains résultats doivent donc être pris avec précaution.

 

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Annexe 2 - Électricité, flux et marchés en Europe : petit lexique

  • Capacité installée - Quantité d'électricité pouvant être produite à un moment précis si tous les moyens de production (centrales, turbines hydroélectriques, éoliennes) produisent à pleine capacité au même moment
  • Directive européenne 96/92/CE du 19 décembre 1996 - Elle fixe des règles communes pour le marché intérieur de l'électricité dans l'Union et organise le cadre institutionnel des réformes. Elle définit les principes en matière de production et d'exploitation des réseaux de transport et de distribution. Elle impose la transparence de la comptabilité des acteurs et organise les conditions d'accès au réseau.
  • Directive ENR 2001/77/CE relative à la promotion de l'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables (ENR) sur le marché intérieur de l'électricité. Elle a pour objet de favoriser une augmentation de la contribution des sources d'énergie renouvelables dans la production d'électricité sur le marché intérieur de l'électricité et de jeter les bases d'un futur cadre communautaire en la matière. Cette proposition vise à doubler la part des énergies renouvelables dans la "consommation d'énergie brute" européenne, en la faisant passer de 6 à 12% en 2010. Chaque pays se voit attribuer un objectif de part de la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables. Pour l'ensemble de l'UE, la part des ENR dans la production d'électricité doit passer de 13,9% à 22,0%.
  • Forum et processus de Florence - La Commission européenne initie, en 1998, le Forum de Florence, un processus de concertation et de régulation dans le domaine de l'électricité destiné à organiser le marché unique intérieur de l'électricité (Internal Electricity Market - IEM)
  • Gestionnaire du réseau de distribution (GRD) - Il a pour fonction de gérer des lignes à moyenne et basse tension, de la sortie des postes de transformation du gestionnaire du réseau de transport (GRT) jusqu'au compteur des usagers ou clients domestiques.
  • Gestionnaire du réseau de transport (GRT - en anglais Transmission system operator - TSO) - Acteur majeur du système d'approvisionnement électrique, il est chargé de l'exploitation, de l'entretien, du développement du réseau, des interconnexions avec l'étranger, de la gestion des flux d'électricité. Il garantit la sécurité et l'efficacité du réseau, s'assure des approvisionnements auprès des sites de production. Ce rôle est joué en France par un acteur unique, créé par le législateur, le Réseau de Transport d'Électricité (RTE). Dans d'autres pays d'Europe, plusieurs GRT peuvent coexister. La plupart des pays européens ont un seul GRT mais quelques pays en ont plusieurs (l'Allemagne en a six, la Suisse, cinq, le Danemark en a deux ainsi que l'Autriche). Chaque GRT applique des tarifications différentes sur son territoire.
  • Interconnexion - Mise en relation physique de réseaux électriques entre eux, pour des échanges d'énergie ; par extension sont ainsi appelées les lignes électriques assurant cette liaison. À l'échelle européenne, les interconnexions sont des ponts entre les systèmes d'électricité nationaux ou, dans certains cas, régionaux. Elles revêtent une importance capitale pour le marché unique de l'électricité, dans la mesure où leur capacité ne suffira généralement pas à faire face à l'accroissement escompté des échanges d'énergie. Par conséquent, les interconnexions tendent à constituer, dans de nombreux cas, des goulets d'étranglement du système de transport européen. En outre, contrairement aux goulets d'étranglement "normaux" sur le territoire d'un GRT, les interconnexions impliquent, par définition, deux GRT.
  • Internal Electricity Market (IEM) : voir forum de Florence
  • Ligne à haute tension (HT) - Ligne portant des circuits électriques d'une tension de 63 000 ou 90 000 volts.
  • Ligne à très haute tension (THT) - Ligne portant des circuits électriques d'une tension de 225 000 ou 400 000 volts.
  • Protocole de Kyoto - Les 15 États membres de l'Union européenne ont ratifié simultanément, le 31 mai 2002 aux Nations Unies, le protocole de Kyoto de 1997, donnant une forte impulsion à l'entrée en vigueur de cet accord international de réduction des émissions de gaz à effet de serre.
  • Réseau de Transport d'Electricité (RTE) - RTE est le GRT qui a pour mission d'exploiter, d'entretenir et de développer le réseau français de transport d'électricité. Sa vocation est d'assurer la continuité et la qualité du service public de transport d'électricité et de permettre un accès équitable de tous les utilisateurs au réseau.
  • Transmission system operators (TSO) - voir Gestionnaire du réseau de transport (GRT) Les gestionnaires des réseaux de transport de l'électricité sont, en Europe, fédérés par :
  • Des associations régionales qui coordonnent les gestionnaires nationaux, telles que ATSOI - UCTE - NORDEL et UKTSOA
  • L'European transmission system operators (ETSO), une fédération créée en juillet 1999, qui travaille en étroite concertation avec la Commission européenne. L'ETSO axe, en particulier, ses travaux sur la tarification des transits internationaux, la gestion des congestions sur les lignes d'interconnexion et la mise en place d'un système d'information entre les gestionnaires. L'ETSO fédère les associations de réseaux existantes, UCPTE, NORDEL et les réseaux de distribution britanniques et irlandais. Au total, les entreprises adhérentes de l'ETSO proviennent des 15 États membres de l'Union européenne plus la Norvège et la Suisse ainsi que d'États futurs adhérents de l'UE (Slovénie, République Tchèque)
  • Unités couramment utilisées :
    • KWh : Kilowatt/heure
    • MWh : Mégawatt/heure - Unité de mesure de l'énergie électrique ; l'équivalent de 1 000 kilowatts ou 1 million de watt / heure. Les MWh sont déterminés par la capacité d'une centrale et son temps de production. Une centrale de 1 000 MW produisant à pleine capacité pendant une heure produit 1 000 MWh d'électricité. Si la centrale demeure en opération pendant toute une journée, elle aura produit 24 000 MWh.
    • GWh : Gigawatt/heure
    • TWh : Térawatt/heure (1 000 gigawatts ou un milliard de kilowatts / heure)
  • Voltage - Mesure, en volts ou en kilovolts, de la pression électrique qui pousse le courant électrique à travers un circuit (comme la pression fait couler l'eau dans un tuyau).

Dispatching régional Nord-Est (Lomme 59)Médiathèque RTE - Sophie Chivet

Avec l'autorisation de RTE www.rte-france.com/htm/fr/photos/photos.htm

 

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Pour aller plus loin

 

Ressources en ligne : une sélection

Études et acteurs européens
Études et acteurs en France
  • Sur le site du Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie (Minefi) :www.minefi.gouv.fr/minefi/pratique/energie/index.htm , l'espace "énergie et matières premières" de la Direction Générale de l'Énergie et des Matières Premières (DGEMP) propose des études, des statistiques, des analyses diversifiées et renvoie à diverses ressources institutionnelles (débats parlementaires, etc. )www.industrie.gouv.fr/cgi-bin/industrie/frame0.pl?url=/energie/sommaire.htm
  • Un "débat national sur les énergies" avec des informations utiles :www.debat-energie.gouv.fr/site/index.php
  • L'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPESCT), sous la présidence des députés Jean-Yves Le Déaut et Claude Birraux, a remis un rapport daté du 22 novembre 2001 sur l'état actuel et les perspectives techniques des énergies renouvelables. www.assemblee-nationale.fr/rap-oecst/energies/r3415.asp    
  • Sur le site du Sénat :
  • Session ordinaire de 1998 - 1999 - Procès-verbal du 30 juin 1999 - Rapport fait au nom de la commission des Affaires économiques et du plan sur le projet de loi, adopté par l'Assemblée Nationale après déclaration d'urgence, relatif à la modernisation et au développement du service public de l'électricité : www.senat.fr/rap/l98-502/l98-5020.html - La grande mutation du secteur de l'électricité en Europe : www.senat.fr/rap/l98-502/l98-5025.html
  • Communiqué de presse du Sénat le 24 septembre 2003 :www.senat.fr/presse/cp20030924a.html
  • Edf : www.edf.fr et un "voyage en électricité" : www.edf.fr/html/fr/decouvertes/voyage
  • Essentiel pour suivre la politique des infrastructures en France, RTE, le gestionnaire du Réseau de transport d'électricité : www.rte-france.com/index.jsp - Voir : le réseau électrique : www.rte-france.com/htm/fr/qui/qui_reseau.htm
  • La Commission de régulation de l'énergie : www.cre.fr
  • Powernext, est une bourse française organisant le marché de l'électricité. Opérationnelle depuis novembre 2001, elle est à la disposition des opérateurs du trading de l'électricité européens et porte sur la livraison d'électricité sur le "hub" français. Dans un contexte d'ouverture progressive à la concurrence, où tous les professionnels auront le 1er juillet 2004 le libre choix de leurs fournisseurs d'électricité, la bourse constitue un mode d'échange efficace, régulé et contrôlé (par la Commission de Régulation de l'Énergie et le Conseil des Marchés Financiers) - www.powernext.fr
À l'échelle mondiale ou hors d'Europe
  • L'Agence International de l'Énergie (International Energy Agency - www.iea.org ), basée à Paris, est une agence autonome liée à l'OCDE). Elle a été créée en novembre 1974, à la suite du choc pétrolier, lorsque les États ont pris conscience de leur vulnérabilité en terme d'approvisionnement énergétique. L'Agence est devenue une source de référence en matière de statistiques sur l'énergie à l'échelle mondiale et elle fait régulièrement un bilan sur les politiques énergétiques de ses États membres et de certains autre.
  • Le World Energy Council (WEC) est une organisation non gouvernementale de plus de 80 ans qui s'intéresse aux questions globales de production et de consommation énergétiques sous toutes leurs formes. Plus de 90 pays ont des comités membres du WEC qui est par ailleurs accrédité par l'ONU. www.worldenergy.org/wec-geis
  • La panne ayant affecté l'Amérique du nord le 14 août 2003 (documents textuels, cartographies, imagerie spatiale) est présentée :
    • Par le Harvard Electricity Policy Group (HEPG) du John F. Kennedy School of Government, groupe fondé en 1993 pour étudier le défi des changements du secteur industriel de l'électricité. www.ksg.harvard.edu/hepg 
    • Le site Platts, spécialiste privé de l'information sur l'ensemble des questions énergétiques industrielles (nouvelles, analyses, statistiques, cartographies, etc.) www.platts.com  , consacre un dossier complet à la coupure du 14 août 2003 (s'agissant d'archives glissantes et soumises ensuite à abonnement, ce lien direct pourra devenir obsolète) :www.platts.com/features/poweroutage/relatednl2.shtml
    • Le PJM, un exemple de réseau interconnecté dans le nord-est des Etats-Unis (tout ou partie de 7 États - Delaware, Maryland, New Jersey, Ohio, Pennsylvanie, Virginie, et district de Columbia - 250 producteurs, transporteurs et distributeurs - 25 millions de consommateurs) - www.pjm.com/index.jsp
Pour s'informer ou alimenter des débats, des recherches
  • La question des effets des champs électromagnétiques sur la santé publique à travers des articles de l'OMS : www.who.int/inf-fs/fr/am205.html et d'autres : www.who.int/inf-fs/fr
  • De nombreuses occasions de débat autour des tracés, en cours ou en projet, des lignes à haute ou très haute tension. Par exemple :
  • On trouvera de la même manière de nombreux documents pour alimenter des débats sur le recours aux énergies renouvelables, plus particulièrement à l'énergie éolienne (aérogénérateurs), aux nouvelles générations de centrales nucléaires (technique EPR, European Pressurized Reactor), etc.
  • Quelles énergies dans le futur ? Un futur réacteur expérimental de fusion nucléaire (projet Iter), doit rassembler les scientifiques de l'Union européenne, Russie, Corée du Sud, Chine, des États-Unis, du Japon. Deux sites présélectionnés pour sa construction sont en concurrence : Cadarache (Bouches-du-Rhône, France) et Rokkasho-Mura au Japon.
  • Le site officiel du projet : www.iter.org - Le site de Cadarache : www.iter.gouv.fr
  • Sur le site des Cafés géographiques, "Les territoires du nucléaire" :www.cafe-geo.net/cafe2/article.php3?id_article=62
  • ElecMag, un magazine en ligne : www.elecmag.com/index.php (sur abonnement en ligne, gratuit).

 

Documentation sélectionnée et mise en page par Sylviane Tabarly, professeure agrégée,

responsable du développement du site

Première mise en ligne le 4 novembre 2003, complétée le 26 mars 2004

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Mise à jour :  26-03-2004

 


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