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État actuel des câbles électriques
La demande de câbles électriques ne cesse de croître. Le marché mondial des câbles électriques était évalué à environ 152,14 milliards USD en 2024 et devrait croître à un taux de 7 %, pour atteindre environ 244,31 milliards USD d'ici 2031. Le marché des câbles haute tension a atteint 39 milliards USD en 2023 et devrait atteindre 61 milliards USD d'ici 2032.
La consommation mondiale de cuivre raffiné était d'environ 26,55 millions de tonnes métriques en 2023, un record. Environ 75 % du cuivre raffiné produit dans le monde est utilisé pour les conducteurs électriques, y compris divers câbles et fils.
Le secteur des énergies renouvelables stimule considérablement la demande de cuivre, l'utilisation moyenne étant quatre à six fois plus élevée dans les systèmes renouvelables que dans les méthodes traditionnelles de production d'énergie. Par exemple, la production d'énergie conventionnelle nécessite environ 1 tonne de cuivre par MW installé. En revanche, les technologies renouvelables peuvent nécessiter entre 4 et 6 tonnes par MW en raison de leur plus grande superficie et de leurs besoins de câblage plus importants.
Les débuts (1812 - 1880)
L'histoire des câbles électriques commence au début du 19e siècle, coïncidant avec l'essor de l'ingénierie électrique.
1812: La première utilisation de fils isolés a eu lieu lorsqu'un Russe nommé Schilling a utilisé des fils isolés au vernis de caoutchouc pour faire exploser des minerais.
1837: Samuel Morse invente le télégraphe, qui a conduit au développement des premiers câbles de télécommunication.
1844: Les premières lignes télégraphiques aériennes sont installées entre Washington et Baltimore.
1850: Le premier câble télégraphique sous-marin est posé entre Douvres (Angleterre) et Calais (France), suivi du premier câble télégraphique transatlantique.
1879: Thomas Edison met au point l'ampoule à incandescence, ce qui nécessite d'améliorer les méthodes de distribution de l'électricité.
1880: Edison introduit les "Street Pipes" souterrains, utilisant des barres de cuivre enveloppées de jute et isolées avec des composés bitumineux pour son système de distribution électrique à courant continu.
La naissance des câbles électriques modernes (1881 - 1900)
Avec la généralisation de l'électricité, le besoin d'une transmission fiable de l'énergie s'est accru.
1882: La station Pearl Street d'Edison à New York utilise des câbles isolés au caoutchouc pour son réseau de distribution électrique.
1890: Le Dr Ferranti est le premier à utiliser des conducteurs isolés à haute tension pour la London Electric Supply Corporation. Le câble Ferranti se distingue par son isolation diélectrique multicouche laminée.
1891: La première ligne de transmission de courant alternatif à haute tension a été construite en Allemagne, démontrant l'efficacité des câbles isolés sur de longues distances.
1901: M. Gorman affirme que les câbles électriques souterrains peuvent être "étanches pendant 100 ans", ce qui témoigne des premières innovations en matière de conception et d'isolation des câbles.
Progrès dans la technologie des câbles (1901 - 1950)
Entre le début et le milieu du 20e siècle, la technologie du câble a connu des avancées significatives, motivées par les besoins de l'industrie.
1917: Emanuelli, de la société Pirelli, perfectionne les câbles isolés par du papier imprégné de fluide, ce qui améliore la fiabilité des câbles.
1933: IG Farben découvre une alternative au caoutchouc naturel en Allemagne, afin d'améliorer les matériaux d'isolation.
1942: L'isolation en polyéthylène est utilisée pour la première fois dans les câbles, marquant un tournant vers les matériaux synthétiques.
1955: Le caoutchouc éthylène-propylène (EPR) est mis au point, offrant une meilleure stabilité thermique et de meilleures propriétés électriques que les matériaux précédents.
L'ère de la haute tension et de la fibre optique (1950 - 2000)
Face à la demande croissante d'électricité, les ingénieurs se sont concentrés sur le développement de câbles à haute tension capables de transmettre l'électricité sur de grandes distances.
1963: General Electric invente l'isolation en polyéthylène réticulé (XLPE), qui révolutionne la technologie des câbles grâce à ses propriétés thermiques et électriques supérieures.
1967: Les câbles à isolation XLPE commencent à dominer les applications moyenne tension au Japon, dépassant les câbles à fluide.
1980s: L'introduction de la technologie de la fibre optique dans les câbles électriques a permis la transmission simultanée de données et d'électricité, ouvrant la voie aux technologies de réseaux intelligents.
Développements modernes et tendances futures (2000 - aujourd'hui)
Les câbles d'énergie sont à la pointe des avancées technologiques visant à créer des solutions énergétiques durables. Les développements modernes des câbles d'énergie sont axés sur l'intégration des énergies renouvelables, les réseaux intelligents et les initiatives de développement durable.
2000: Le premier câble XLPE de 500 kV avec jonctions a été installé à Tokyo, établissant de nouvelles normes pour les capacités de transmission à haute tension.
2002 - 2010: Divers projets CCHT ont été mis en œuvre dans le monde entier, notamment Murraylink (Australie) à ±150 kV et NorNed (de la Norvège aux Pays-Bas) à ±450 kV, améliorant ainsi l'efficacité du transport d'électricité entre les pays.
2022: Le groupe Prysmian a développé avec succès un système de câble sous-marin extrudé CCHT de 525 kV, doublant ainsi la capacité de transmission par rapport aux technologies précédentes.
En 2025, environ 50 % des câbles à haute tension produits sont destinés à fonctionner à 500 kV et plus. Le deuxième niveau de tension le plus prolifique se situe entre 300 et 400 kV et représente environ 30 % du volume total de production de câbles à haute tension.
Conclusion
L'histoire des câbles d'énergie est le reflet d'un parcours continu d'innovation, motivé par les progrès technologiques visant à répondre aux besoins de la société.
Depuis leurs humbles débuts au 19e siècle jusqu'aux systèmes sophistiqués dont nous dépendons aujourd'hui, les câbles d'énergie ont joué un rôle crucial dans l'élaboration de l'infrastructure électrique moderne. Les développements en cours promettent d'améliorer encore l'efficacité, la durabilité et la fonctionnalité.
Cette chronologie met en évidence l'importance des câbles électriques et souligne leur rôle dans la satisfaction de la demande mondiale en énergie, tout en ouvrant la voie à la transition vers les énergies renouvelables.
Références
CIGRE. Springer Handbook of Power Systems (Manuel de Springer sur les systèmes électriques). Springer.
Orton, H. Histoire des câbles électriques souterrains. Orton Consulting Engineers International.
Black, R. The History of Electric Wires and Cables. Londres, Royaume-Uni : Peter Peregrinus Ltd, 1983.
Uematsu, T. "Historical Review of Water Trees in XLPE Cables", Furukawa Rev. no 10, p. 31-48, 1992.
Precopio, F. "The Invention of Chemically Crosslinked Polyethylene", IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 15, no. 1, pp. 23-25, 1999.
Zuidema, C., Kegerise, W., Fleming, R., Walker, M. et Boggs, S. "A Short History of Rubber Cables", IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 27, no. 4, pp. 44-49, 2011.
Taylor, W., Morrison, G. et Welch, D. "Evaluating Medium Voltage Cable Splices and Terminations," IEEE Industry Applications Society Annual Petroleum and Chemical Industry Conference Proceedings.
Cheenne A., Chatterjee S., "Cold Shrinkable Technology for Medium Voltage Cable Accessory," IEEE Transmission and Distribution Conference Proceedings.
Haverkamp W.B., Lyons P.G., "Worldwide Long-term Experience with Heat Shrinkable Splice Concepts", IEEE T&D Conference Proceedings.
Maruichi S., "Development of Factory Expanded Cold-Shrinkable Joint for 500 kV XLPE Cable", EINA Magazine.
Communiqué de presse du groupe Prysmian sur le projet de câble sous-marin du parc éolien offshore Hornsea 3.
Annexe : Photos historiques relatives aux câbles électriques
Pour obtenir des photos historiques liées à l'histoire des câbles électriques, voici quelques ressources précieuses et des collections spécifiques présentant des images significatives :
1. Western Power Distribution (WPD) - Underground Cable Photo Album (1890-1940) :
Cette collection présente des photographies de l'installation et de la maintenance de câbles basse et moyenne tension au Royaume-Uni. Elle comprend des images de groupes de câbles, de pose de câbles, de jonction et de divers contextes historiques entourant l'utilisation de câbles souterrains.
- Les images les plus remarquables sont les suivantes :
- Le groupe de câbles en 1915
- Opérations de pose de câbles à Bristol (1898)
- Jonction haute tension à Penzance (1912)
- Visionnez les photos ici.
2. Échantillons de tubes de rue Edison :
Les échantillons de conduits électriques "Edison Street Tube" sont des exemples des premiers câbles électriques souterrains conçus par Thomas Edison et installés en Australie. Ces tubes étaient utilisés pour l'alimentation en courant continu et représentent les premières innovations en matière de conception de câbles.
- Voir les photos ici.
3. Images historiques de Ferranti :
- Ferranti, un acteur important dans le développement des câbles d'alimentation, a une histoire riche documentée par diverses images liées à ses avancées en matière d'ingénierie électrique. L'entreprise était notamment impliquée dans la distribution de courant alternatif à haute tension.
- Pour le contexte historique et les images, vous pouvez vous référer aux pages qui leur sont consacrées sur des plateformes telles que Wikipedia ou Graces Guide.
4. Photos du bicentenaire de Con Edison :
- Con Edison possède une collection de photos historiques illustrant ses chantiers, notamment des images des premières infrastructures électriques et des installations de câbles dans la ville de New York.
- Voir les photos ici.
