Chutes de fréquence chaque minute : les batteries au cœur du mystère

De l'hydroélectricité à l'horloge cachée

Le bon fonctionnement du réseau exige de maintenir la fréquence dans une plage donnée. De fortes oscillations, ou une mauvaise réaction d'opérateurs ignorant leur origine, peuvent provoquer des pannes générales. Même sans cela, ces baisses peuvent endommager les équipements des centrales, surtout les turbines hydroélectriques.

L'hydroélectricité était le premier suspect, la résonance des turbines ayant historiquement alimenté des oscillations à très basse fréquence. Grâce à un modèle informatique du système de contrôle d'une centrale du réseau scandinave, l'équipe a trouvé des conditions produisant une résonance toutes les minutes. Mais elle ne pouvait expliquer sa persistance, minute après minute. Une telle régularité évoquait une horloge.

Les chercheurs ont installé plus de 80 compteurs intelligents de qualité d'énergie sur le campus de Jülich, équipé de panneaux solaires, de stockage par batteries et d'onduleurs. Au transformateur relié au stockage, les pics revenaient chaque minute. Ces appareils étant connectés à internet, leurs horloges sont quasi synchronisées : des perturbations négligeables isolément s'additionnent.

L'Irlande en preuve

Les données des gestionnaires ont mené à l'Irlande, où les centres de données représentaient 18 % de la charge en 2022. Entre 2016 et 2021, la baisse minutée a quadruplé, de 3 à 12 millihertz, et certaines dépassent désormais 20 mHz. Le réseau irlandais de 50 Hz supporte des écarts de plus ou moins 200 mHz, et son gestionnaire préfère rester sous 100 mHz. Vingt mHz restent modestes, mais cumulés à d'autres charges, ils pourraient rapprocher le réseau d'une panne.

Les chercheurs recommandent aux fabricants d'introduire un délai aléatoire dans ces vérifications. Des objets connectés, dont un four intelligent et des grappes de Raspberry Pi, produisent aussi des fluctuations périodiques. Un simple correctif logiciel suffirait, mais moins de 3 % des objets connectés utilisent le dernier micrologiciel, selon une étude récente. Les régulateurs pourraient devoir intervenir, mais le problème étant mondial, une coordination internationale sera nécessaire.