Se passer de l’hexafluorure de soufre, le plus puissant gaz à effet de serre utilisé dans l’industrie – Transition énergétique – L’Usine Nouvelle

C’est un gaz hautement polluant que la Commission européenne doit réglementer sous peu. L’hexafluorure de soufre (SF6), un gaz de la famille des gaz fluorés (fluocarbures), qui font l’objet de réglementation et d’interdiction successives depuis le protocole de Montréal en 1985, est utilisé par l’industrie du secteur de l’énergie depuis les années 1980.

Le SF6 est présent dans la plupart des appareillages basse, moyenne et haute tension des installations électriques. Etant incombustible et électronégatif, c’est le candidat parfait pour ses propriétés d’isolation. Très compact, il offre aussi l’avantage de réduire la taille des structures. On le retrouve dans les transformateurs, les condensateurs, les interrupteurs et disjoncteurs (80% de la production mondiale), où il se loge le long des câbles en isolant le circuit. Il permet ainsi de réguler l’intensité – voire de couper la connexion – entre la source d’alimentation et le réseau et d’éviter le surgissement d’arcs électriques, un phénomène potentiellement gravissime dans des installations soumises à un puissant courant électrique.

Utilisé jadis comme isolant en double vitrage, agent de gonflant de pneumatiques automobiles, de balle de tennis, semelles de chaussures, son usage a été progressivement banni par l’Union européenne dans les années 2000. Mais faute d’alternatives solides, l’hexafluorure de soufre continue d’être utilisé dans le secteur industriel de l’énergie.

Le gaz le plus polluant de la planète

Selon les spécialistes, il s’agirait du gaz ayant l’effet de serre potentiel – ce mécanisme physique qui empêche les rayonnements infrarouges frappant la Terre de s’évacuer vers l’atmosphère et contribue au réchauffement climatique – le plus puissant de la planète. Comparé au plus gros contributeur humain en la matière (car émis en grande quantité), le gaz carbonique, le SF6 serait 22 800 fois plus polluant ! Son potentiel de réchauffement global (PRG), une unité qui permet de comparer le « forçage radiatif » (c’est à dire la puissance radiative que le gaz à effet de serre renvoie vers le sol) d’un gaz comparativement au CO2, est de 22 800, selon les données issues de l’étude du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) de février 2018, baptisée « changes in atmospheric constituents and in radiative forcing ». Concrètement, en relâchant 1 kg de SF6 dans l’atmosphère, on émet l’équivalent de 22,8 tonnes de CO2… Soit l’émission annuelle de trois Français ! Qui plus est, sa dégradation dans l’atmosphère n’intervient qu’après 3 200 ans.

Heureusement, il n’est utilisé qu’en petite quantité sur la planète et sa contribution à l’effet de serre anthropique est d’environ 0,3%, mais sa consommation augmente de manière continue depuis trente ans.

Une utilisation en hausse

Selon les données de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), le taux de SF6 dans l’atmosphère a fait plus que tripler depuis 1994. Une hausse continue qui s’explique par la multiplication des installations et des sites de production d’électricité liée à la transition de notre modèle d’approvisionnement en énergie renouvelables (éoliennes, panneaux solaires, …). Le remplacement progressif des grandes installations productrices d’électricité comme les centrales au charbon et au gaz, par des sources d’énergie verte plus petites et nombreuses, nécessitant chacune leur système d’isolation électrique, a augmenté la quantité de SF6 consommée, multipliant de ce fait les risques de fuite dans l’atmosphère. En 2018, selon les chiffres de RTE (Réseau de transport d’électricité), les émissions de SF6 en France métropolitaine atteignaient 5 900 kg (équivalent de 131,5 millions de kg de CO2). Dans le monde, les chercheurs estiment que les équipements électriques protégés par le SF6 devraient augmenter de 75% d’ici 2030.

Par ailleurs, la durée de vie de ces nouvelles centrales vertes est plus courte (20 ans en moyenne pour une centrale éolienne, comme pour une centrale solaire, selon l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie), ce qui pose la question du recyclage du SF6 utilisé lors du démantèlement des installations.

Des alternatives existent, mais n’ont pas encore prouvé leur efficacité dans le temps

Des projets d’installations électriques utilisant une alternative au SF6 existent. Une solution prometteuse fait intervenir un mélange gazeux mis au point par le conglomérat américain 3M, le Novec 4710, qui présente un PRG de 0,5 (soit 99,99% inférieur au SF6) pour une durée de vie dans l’atmosphère de 16 jours. Une solution choisie par General Electric qui propose des installations électriques utilisant le Novec 4710 via sa technologie « Green gas for grid » (g3). En février 2020, la branche énergies renouvelables de General Electric, dédiée aux équipements et à l’ingénierie électrique haute-tension, a reçu 2,2 millions d’euros de la Commission européenne dans le cadre du programme LIFE, afin de construire un disjoncteur de 420 kV sans SF6 d’ici 2022. Le disjoncteur doit offrir « les mêmes performances et la même taille compacte qu’un disjoncteur isolé au SF6 traditionnel, avec cependant une masse gazeuse présentant un équivalent CO2 réduit de plus de 99 % », selon le géant américain. D’ici 2025, il s’est engagé via sa filiale Grid Solutions a améliorer sa technologie pour fournir des sous-stations à isolation gazeuse sans SF6 jusqu’à 420 kV, des disjoncteurs de réservoir sous tension jusqu’à 550 kV, ainsi que des transformateurs d’instruments jusqu’à 420 kV.

Une solution promue par Alstom dès 2015, qui s’était associé à l’électricien britannique National grid electricity transmission PLC dans un projet pilote testant un « jeu de barre » (élément conducteur dans les postes électriques) isolé au g3 de 420 kV. Installée à Sellindge, au sud-ouest du Royaume-Uni, la ligne électrique de 300 mètres de long est opérationnelle depuis avril 2017. Depuis, de nombreux fournisseurs d’électricité ont opté pour la solution g3. En 2019, GE recensait 26 projets opérationnels ou en cours de réalisation dans neuf pays. En France, RTE fait figure de pionnier en la matière. L’électricien a inauguré en avril 2019 le premier poste sous enveloppe métallique utilisant le g3 à Grimaud (Var).

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