Résumé Bref
Cette vidéo explique pourquoi les lignes électriques aériennes sont en aluminium plutôt qu'en cuivre, malgré la meilleure conductivité du cuivre. Les principaux points abordés sont le poids, le coût, la résistance et les raisons historiques qui ont favorisé l'utilisation de l'aluminium.
- L'aluminium est plus léger et moins cher que le cuivre, ce qui réduit les coûts de construction et d'entretien des lignes électriques.
- Les câbles en aluminium sont renforcés avec de l'acier (ACSR) pour améliorer leur résistance mécanique.
- L'aluminium est devenu le matériau de choix pour les lignes électriques en raison de son bon compromis entre conductivité, poids, coût et résistance.
Introduction
La vidéo pose la question de savoir pourquoi les lignes électriques aériennes sont faites en aluminium et non en cuivre, alors que le cuivre est connu comme un meilleur conducteur d'électricité et est largement utilisé dans les installations électriques domestiques. La réponse est complexe et repose sur un ensemble de facteurs scientifiques, économiques et techniques.
Conductivité et Poids
Le cuivre est un excellent conducteur d'électricité, surpassé seulement par quelques métaux très rares comme l'argent. L'aluminium conduit moins bien l'électricité, transportant environ 60 % du courant que peut transporter un fil de cuivre de même taille. Cependant, l'aluminium est beaucoup plus léger, pesant environ trois fois moins que le cuivre. Cette légèreté est un avantage majeur pour les câbles qui s'étendent sur de longues distances, car elle réduit la tension sur les pylônes et permet des structures moins coûteuses.
Coût
Le cuivre est significativement plus cher que l'aluminium, coûtant parfois deux à quatre fois plus par kilogramme. Cette différence de coût devient énorme lors de la construction de réseaux électriques à grande échelle. L'utilisation de l'aluminium réduit les coûts d'achat, de transport et d'installation, tout en diminuant les contraintes sur les pylônes, ce qui réduit les coûts de construction et d'entretien.
Résistance et Composition des Câbles
L'aluminium pur est plus tendre que le cuivre, mais les câbles utilisés pour le transport d'électricité sont généralement en aluminium renforcé par un cœur en acier (ACSR). Dans cette structure, l'aluminium assure la conductivité électrique, tandis que l'acier apporte la résistance mécanique nécessaire pour supporter le poids du câble, le vent, la chaleur et les tempêtes.
Contexte Historique
Avant la Seconde Guerre mondiale, le cuivre était largement utilisé pour les lignes électriques. Cependant, pendant et après la guerre, la demande de cuivre pour les besoins militaires a conduit les ingénieurs à chercher des alternatives. L'aluminium s'est avéré être une solution viable, offrant un bon compromis entre coût, poids et performance.
Utilisation Domestique du Cuivre
Bien que l'aluminium soit avantageux pour les lignes électriques aériennes, le cuivre reste le matériau de choix pour les installations domestiques. Dans les installations domestiques, les distances sont courtes et les connexions sont nombreuses, ce qui augmente le risque de surchauffe et de mauvais contact. Le cuivre, grâce à sa meilleure conductivité et à sa résistance à la chaleur, est plus sûr pour les prises, les interrupteurs et les appareils du quotidien. Des problèmes de surchauffe et d'incendie ont été observés dans les logements câblés en aluminium dans les années 1960 et 70, ce qui a conduit au retour du cuivre comme norme.
Avenir des Lignes Électriques
Avec le développement des énergies renouvelables, les réseaux électriques doivent transporter de plus en plus d'énergie sur de longues distances. Les parcs solaires, les éoliennes et les lignes à haute tension nécessitent des câbles légers, fiables et économiques, ce à quoi l'aluminium répond parfaitement. Les chercheurs continuent d'améliorer les alliages d'aluminium pour les rendre encore plus performants.
Conclusion
L'utilisation de l'aluminium plutôt que du cuivre pour les lignes électriques est un compromis entre conductivité, poids et résistance mécanique. L'ingénierie consiste à choisir le matériau qui fonctionne le mieux dans la réalité, et dans le cas des lignes électriques, l'aluminium s'impose naturellement.
