Dans la nuit du 14 au 15 février, un épisode climatique de froid extrême s’est abattu sur l’état du Texas, aux Etats-Unis. Cet événement a mis à mal le réseau électrique qui s’est retrouvé dans un état critique : des millions de personnes ont été privées d’électricité pendant plusieurs jours. Selon un représentant d’ERCOT (Electric Reliability Council of Texas), en charge de la régulation du marché de l’électricité, la situation était à quelques secondes de dégénérer et d’entraîner un blackout total de l’état du Texas. Ceux qui ont eu la chance de ne pas être privés d’électricité et qui avaient souscrit à un contrat en tarification dynamique ont vu le prix du kilowattheure d’énergie être multiplié par 74.

Un réseau mis à mal par des conditions climatiques extrêmes et des mesures de sécurité insuffisantes

Le maintien en opération d’un réseau électrique dépend d’un équilibre permanent entre la production et la consommation d’électricité en temps réel. Si cet équilibre est rompu, la fréquence du réseau s’emballe et peut causer un blackout généralisé si l’anomalie n’est pas mise sous contrôle rapidement.

C’est précisément ce qui s’est passé au Texas en février. Le froid a engendré une augmentation massive de la demande d’énergie électrique pour chauffer les habitations.

Cette hausse de la demande s’est combinée par la suite à une chute de la production. La production d’électricité a atteint un pic de 68GW avant de s’écrouler, surpassant le pire scénario étudié par l’ERCOT (qui estimait un pic de 61GW de puissance).

Les installations de production n’étant pas conçues pour résister au froid, les tuyaux d’approvisionnement des centrales à gaz, responsables de 46% du mix énergétique Texan, ont gelé et ont entraîné l’arrêt de la production de certaines centrales. D’autre part, le gaz naturel étant aussi utilisé pour le chauffage, son prix a naturellement augmenté, et il est devenu moins rentable de produire de l’électricité à partir du gaz. Certains producteurs d’électricité ont alors décidé d’arrêter leurs centrales par soucis de rentabilité. Les éoliennes, deuxième source d’énergie électrique au Texas, ont aussi été impactées par le froid.

Ces phénomènes ont entraîné une perte drastique d’environ 2.6 GW de puissance. Cet écart entre la production et la consommation a contraint l’ERCOT à procéder à des délestages, pour maintenir le réseau dans un état dégradé mais opérationnel, qui ont privés plus de 4 millions de personnes d’électricité, le temps que les générateurs puissent recommencer à produire.

En même temps, les foyers qui ont choisi un contrat à tarification dynamique ont vu leur facture exploser avec la raréfaction de l’électricité. Ce type de contrat qui n’existe pas en France permet une facturation de l’énergie consommée indexée sur le cours du marché de l’électricité en temps réel, ce qui permet en temps normal de faire baisser le prix du kWh mais le rend beaucoup plus volatile et sensible aux incidents. Lors de cet épisode climatique, le prix de l’électricité est passé de 12 cents/kWh en moyenne à 9$/kWh, plafond du prix de l’électricité défini par les autorités régulatrices au Texas.

Ce n’est pourtant pas la première fois qu’un phénomène climatique vient mettre à mal le réseau Texan. En 2011 déjà, l’ERCOT a dû procéder à des délestages qui ont plongé plus de 3 millions de personnes dans le noir à la suite d’une vague de froid. En hiver 2014, deux centrales sont tombées en panne suite à un gel des équipements de contrôle. Cela a entraîné une perte de 1800MW de production sur le réseau Texan. Pour maintenir son réseau opérationnel, l’ERCOT avait à l’époque dû couper le courant aux plus gros consommateurs industriels pour éviter le risque de blackout généralisé.

Historiquement, le Texas a toujours gardé une grande autonomie sur la régulation et l’exploitation de son réseau électrique. N’ayant que très peu d’interconnexions avec le reste du pays, le réseau n’est pas régulé par l’institution fédérale (la Federal Energy Regulatory Commission, FERC) mais par l’ERCOT, un organisme indépendant. Après l’incident de 2014, la NERC (North American Electric Reliability Corporation) avait transmis un rapport à L’ERCOT mettant en faute les infrastructures des centrales à gaz notamment qui n’étaient pas protégées contre le froid. Les préconisations du rapport n’ont pas été mis en place, les industriels texans ayant argumenté que de telles mesures ne seraient pas efficaces car toutes les tempêtes sont différentes.

Ainsi, le blackout du 14 février 2021 est survenu à cause de trois facteurs majeurs, la vague de froid qui s’est abattue sur le Texas, la forte dépendance du réseau électrique au gaz naturel et le manque de mesures de sécurité imposées par les autorités régulatrices et implémentées par les producteurs.

Cette situation peut-elle se produire en France ?

Partout dans le monde, nous constatons des événements météorologiques de plus en plus intenses. Au Texas comme en France, les incidents sur le réseau électrique qui font suite à ces épisodes sont de plus en plus fréquents. Selon le rapport de sûreté du réseau de 2019, RTE a dénombré 106 événements significatifs systèmes (ESS), contre 31 en 2015. Les ESS recensent tous les incidents sur le réseau électrique. Si un incident a eu un impact sur la sûreté du réseau, celui-ci est classé de A à F selon le niveau de criticité.  Cette hausse est aussi due à l’augmentation de la part des énergies intermittentes, qui dépendent de flux naturels non pilotables (solaire, éolien), dans le mix énergétique français. De même, l’équilibre offre demande, enjeu majeur de la stabilité du réseau, devient un enjeu de plus en plus important suite à la baisse des réserves de régulation de la fréquence observée avec le développement des énergies renouvelables.

Source : bilan sureté 2019, RTE

Face à ces risques accrus, RTE détaille dans son bilan de sûreté les actions prises pour garantir la stabilité du réseau. D’une part, le nucléaire français, qui produit la majeure partie de l’électricité consommée en France, permet de fournir de l’énergie de manière stable et peu affectée par les températures extrêmes. Le nucléaire permet donc de fournir de l’électricité même pendant les vagues de froid.

Par ailleurs, le réseau français dispose de nombreuses interconnexions avec les différents pays européens. Cet ensemble européen, appelé zone synchrone, accompagné de directives européennes et de normalisations des protocoles de communication, permet de garantir une bonne stabilité du réseau européen dans son ensemble. D’autre part, l’ouverture du marché de l’électricité permet de valoriser les solutions de sûreté du réseau, dont le rôle d’agrégateur qui permet de constituer des réserves supplémentaires ou encore le stockage d’électricité à grande échelle.

L’épisode Texan a rappelé la nécessité d’avoir des institutions de régulations puissantes pour pérenniser la sécurité d’approvisionnement de l’électricité pour tous dans le cadre d’un marché ouvert. Bien que le risque de blackout ne puisse pas être nul, la combinaison du mix électrique en France et en Europe, les institutions de régulation fortes et la collaboration internationale prônée par l’Union Européenne permettent de réduire la probabilité d’apparition d’un tel blackout en France.

 

 

 

 

Pour aller plus loin :

TRANSITION ÉNERGÉTIQUE : LE JEU D’ÉQUILIBRISTE DE RTE POUR ADAPTER LE RÉSEAU DE TRANSPORT D’ÉLECTRICITÉ

 

 

 

 

 

https://www.nytimes.com/interactive/2021/02/19/climate/texas-storm-power-generation-charts.html?action=click&module=RelatedLinks&pgtype=Article

https://www.texastribune.org/2021/02/22/texas-power-grid-extreme-weather/

https://www.statista.com/chart/24202/texas-energy-mix-by-fuel-type/