L’intégration de panneaux photovoltaïques, d’éoliennes et de nouvelles charges électriques s’accompagne d’un recours croissant aux convertisseurs électroniques. Ces équipements pilotent les échanges d’électricité avec le réseau, mais peuvent aussi modifier la forme des courants et des tensions. Parmi les phénomènes à surveiller figurent les harmoniques, composantes dont les fréquences sont des multiples de la fréquence fondamentale du réseau. Leur présence n’empêche pas, à elle seule, l’intégration des énergies renouvelables : l’enjeu consiste à maintenir une qualité de l’électricité compatible avec le fonctionnement des équipements et des infrastructures.
Les convertisseurs ne sont pas les seules sources d’harmoniques. Des variateurs de vitesse, des alimentations électroniques ou des équipements de recharge peuvent également produire des courants déformés, notamment lorsqu’ils prélèvent l’électricité de manière non linéaire. Les onduleurs photovoltaïques et éoliens sont conçus pour injecter un courant maîtrisé et respecter les exigences de raccordement, mais leurs caractéristiques varient selon leur technologie, leur réglage et les conditions de fonctionnement. Il faut donc distinguer la présence d’électronique de puissance, désormais courante dans les réseaux, d’une émission harmonique excessive.
Les conséquences dépendent de l’amplitude des composantes et de la réponse du réseau. Une distorsion de courant peut accroître les pertes et l’échauffement dans certains équipements ; une distorsion de tension peut perturber des appareils sensibles, des systèmes de mesure ou des protections. La configuration électrique compte aussi : l’impédance du réseau varie avec le niveau de court-circuit, les câbles et les équipements raccordés. Dans certaines conditions, une fréquence harmonique peut entrer en résonance avec des éléments capacitifs ou inductifs, amplifiant localement une perturbation qui reste limitée ailleurs.
La surveillance repose sur des mesures au point de raccordement et, lorsque c’est nécessaire, à plusieurs endroits du réseau. Le taux de distorsion harmonique donne une indication synthétique, mais ne remplace pas l’examen des composantes individuelles ni la distinction entre distorsion du courant et de la tension. Les études de raccordement évaluent les émissions prévues et leur interaction avec les installations déjà présentes. Elles gagnent à considérer plusieurs états de fonctionnement : production renouvelable élevée ou faible, niveaux de charge différents et configurations d’exploitation susceptibles de modifier l’impédance du réseau.
Les moyens de correction se choisissent selon l’origine et la localisation du problème. Le réglage des convertisseurs et la conception de leurs filtres permettent de limiter les émissions à la source ; des filtres passifs ou actifs peuvent compléter ces dispositions lorsqu’une perturbation est avérée. Un filtre passif cible certaines fréquences, tandis qu’un filtre actif adapte sa compensation aux variations observées, mais sa mise en œuvre demande une analyse de compatibilité et un dimensionnement rigoureux. Agir uniquement sur un équipement peut déplacer le problème ou créer une nouvelle résonance : les solutions doivent donc être vérifiées à l’échelle du réseau concerné.
La qualité de l’électricité devient ainsi un enjeu opérationnel de la transition énergétique, au même titre que la capacité de transport ou l’équilibrage. Des règles de raccordement cohérentes, des mesures fiables et une coordination entre gestionnaires de réseau, fabricants et exploitants réduisent le risque de perturbations sans freiner l’électrification. La réponse n’est pas d’écarter les convertisseurs, indispensables à de nombreux usages, mais de maîtriser leurs interactions avec le système électrique. Cette vigilance permet d’intégrer davantage de production renouvelable tout en préservant la fiabilité et la compatibilité des équipements.
