L’électrification joue un rôle de premier plan dans la transition mondiale vers le zéro émission nette, notamment lorsqu’elle est alimentée par des énergies renouvelables. Tandis que nous cheminons vers un avenir toujours plus électrifié, il importe de nous intéresser aux aspects environnementaux des câbles qui irriguent notre quotidien en énergie.
La demande de câbles sous-marins est en plein essor, car ceux-ci sont essentiels afin de transporter la production croissante d’électricité de manière sûre et efficace. Grâce à d’incessantes innovations technologiques, les câbles sous-marins transmettent des volumes toujours plus importants d’énergies durables à des profondeurs et sur des distances jadis inenvisageables ; mais au-delà de leurs performances, il est également essentiel de veiller à leur durabilité tout au long de leur cycle de vie.
Voyons de plus près quelles sont les innovations à l’œuvre derrière cette mutation du transport d’électricité.
Soulignons tout d’abord les deux problématiques principales qui demandent examen :
L’empreinte environnementale de la fabrication des câbles résulte en premier lieu des matériaux qui les composent. L’électrification de notre futur comporte en effet un coût environnemental, et ces matériaux en sont le premier facteur déterminant.
À commencer par le conducteur, constitué de cuivre ou d’aluminium, qui canalise le flux électrique. Cet élément représente une part significative des émissions totales de GES des câbles sous-marins, essentiellement due à la grande quantité d’énergie que requièrent l’extraction et l’affinage des métaux. Le recours aux énergies renouvelables dans la production de ces matières premières est primordial afin de maîtriser leur impact environnemental.
Saviez-vous que les câbles électriques peuvent contenir jusqu’à 80 % de cuivre ?
Métal par excellence de l’électrification, le cuivre est indissociable de la production de câbles. En effet, les remarquables propriétés de ce matériau en font un excellent conducteur électrique, et sa perméabilité au flux d’électrons permet de minimiser efficacement les pertes d’énergies le long des lignes de transport.
Les besoins croissants de l’électrification poussent mécaniquement la demande mondiale de cuivre à la hausse. Celle-ci devrait atteindre 39 millions de tonnes à l’horizon 2030, alors qu’elle ne s’élevait qu’à 13 millions de tonnes en 1995 et à 29 millions de tonnes en 2020, ce qui pourrait avoir à terme une incidence négative sur la disponibilité des ressources. Par ailleurs, l’extraction et la métallurgie du cuivre soulèvent aussi des enjeux sociaux et environnementaux : les conflits d’usage avec d’autres industries telles que la pêche, ou avec les communautés d’accueil affectées par ces activités, peuvent limiter l’accès aux gisements potentiels.
Tournons-nous maintenant vers les solutions innovantes qui joueront un rôle clé pour atténuer l’empreinte environnementale des câbles sous-marins.
Nexans se positionne en chef de file de cette transition. C’est ainsi que les fonderies du Groupe implantées au Canada, en France et au Pérou ont réutilisé près de 19 700 tonnes de chutes de cuivre en 2022. Nexans s’est également associé à Suez en 2008 pour créer la joint-venture RecyCâbles, devenue depuis le leader européen du recyclage et de la valorisation de câbles.
Voici trois exemples concrets d’innovations qui ouvrent de nouvelles perspectives prometteuses :
Le remplacement du SF₆ comme isolant dans les terminaisons de câbles par des gaz isolants alternatifs (comme le g³ de GE) ou par des solutions sèches est essentiel. Cela permettrait de réduire le potentiel de réchauffement global (PRG) de plus de 99 % en cas d’émission accidentelle de gaz. Les fabricants de convertisseurs développent également des appareillages de commutation utilisant un gaz alternatif au SF₆, de sorte que ce gaz puisse être remplacé dans l’ensemble des systèmes de câbles à courant continu haute tension (CCHT).
L’utilisation de terminaisons GIS présente un double avantage : elle permet d’une part de réduire considérablement l’espace nécessaire dans les stations de conversion offshore, ce qui se traduit par une diminution notable de la taille de la plateforme du convertisseur et, par conséquent, de l’acier utilisé pour sa construction.
Les programmes de recherche et d’innovation façonnent aujourd’hui les interconnexions durables et économiquement viables de demain. Le projet OceanGrid travaille en particulier au développement d’un nouvel alliage d’aluminium pour l’exploitation rentable de parcs éoliens offshore en Norvège, à l’horizon 2030-2050.
Au sein de la plateforme AluGreen, Nexans étudie des solutions innovantes pour valoriser les conducteurs en fin de vie en les intégrant dans la fabrication de câbles sous-marins neufs. AluGreen mobilise toute la chaîne de valeur de l’aluminium en Norvège pour faire émerger des modèles économiques pleinement circulaires.
Le monde poursuit son inexorable électrification, et les câbles qui canalisent cette énergie nouvelle nécessitent une mise à niveau de leur durabilité.
Les câbles sous-marins jouent un rôle critique dans le transport efficace des énergies renouvelables produites en mer. Cependant, leur propre empreinte environnementale ne doit pas être négligée.
Les méthodes de production et les matériaux traditionnels soulèvent d’importants défis, mais en améliorant les processus de recyclage et en développant des technologies novatrices, l’innovation technique nous montre la voie vers un avenir plus durable.
Audun Johanson est chef de projet R&D et nouvelles opportunités au sein du Business Group Generation & Transmission de Nexans. À ce titre, il pilote le développement technologique pour le futur de la transmission d’énergie, en se concentrant particulièrement sur l’éolien flottant et la circularité.
Il a rejoint Nexans il y a 10 ans après une formation en science des matériaux de l’Université norvégienne de sciences et de technologie.
Nils-Bertil Frisk est Responsable Discipline pour les accessoires extrudés à courant continu (HVDC) au sein du Business Group Generation & Transmission de Nexans. À ce titre, il est chargé de développer, de maintenir et de normaliser le portefeuille d’accessoires pour câbles extrudés HVDC.
Nils-Bertil a débuté il y a 10 ans au département R&D de Nexans, où il s’est principalement concentré sur les accessoires extrudés HVDC.
Nils-Bertil est titulaire d’un master en génie électrique délivré par l’université de technologie Chalmers (Suède).