À mesure que les centrales renouvelables remplacent des groupes synchrones, une partie des repères électriques du réseau évolue. Les machines tournantes contribuent naturellement à établir la tension et la fréquence ; les convertisseurs électroniques, eux, doivent être pilotés pour remplir ces fonctions. Le mode « grid-forming », ou formation de réseau, vise à donner à certains onduleurs un rôle actif dans la construction de ces repères. Il ne constitue pas une source d’énergie supplémentaire, mais une capacité de commande qui peut soutenir l’équilibrage et la stabilité du système.
Un onduleur classique dit grid-following mesure la tension existante et synchronise son injection sur celle-ci, généralement à l’aide d’une boucle de verrouillage de phase. Cette approche fonctionne bien lorsque le réseau fournit une référence suffisamment robuste. Un onduleur grid-forming se comporte davantage comme une source de tension commandée : il contribue à définir une forme d’onde et peut ajuster sa réponse en fonction des écarts de fréquence ou de tension. Cette différence devient importante dans les zones où la production renouvelable est élevée, où les réseaux sont peu interconnectés ou encore après la perte d’un ouvrage important.
Le terme peut toutefois prêter à confusion. Un onduleur grid-forming ne crée pas d’électricité et ne fournit pas automatiquement une réserve de puissance. Pour répondre à une baisse de fréquence, il doit disposer d’énergie mobilisable : une batterie suffisamment chargée, une production disponible ou une marge de fonctionnement, par exemple. La commande peut aussi reproduire certains comportements associés à l’inertie, mais cette réponse électronique n’est pas identique à l’énergie cinétique d’une machine tournante. Son amplitude et sa durée dépendent des réglages, des limites de puissance et de la ressource raccordée.
Les batteries constituent un terrain d’application pertinent, car leur convertisseur peut commander rapidement puissance active et tension, sous réserve de l’état de charge et des contraintes thermiques. Des installations renouvelables peuvent également recevoir ce type de commande, mais leur capacité à fournir un soutien durable dépend de la disponibilité de la ressource et d’une éventuelle limitation préalable de la production. Dans les deux cas, le pilotage doit concilier les services système demandés, la durée de réponse et la capacité de stockage ou de production réellement disponible. Une réponse rapide n’est donc utile que si elle est compatible avec les besoins énergétiques qui suivent.
La mise en œuvre soulève aussi des questions de coordination. Plusieurs convertisseurs voisins doivent partager la régulation sans créer d’oscillations ni se contrarier, y compris lorsque le réseau est faible ou lors d’un défaut. Contrairement aux alternateurs, les onduleurs disposent généralement d’une capacité de courant de défaut plus limitée ; les protections et les automatismes doivent donc être adaptés à leur comportement. Les essais en laboratoire, les simulations électromagnétiques et les validations sur site aident à vérifier la stabilité dans différents scénarios, mais les résultats dépendent des caractéristiques du réseau et des réglages retenus.
Pour les gestionnaires de réseau et les développeurs, le grid-forming ouvre une voie pour mieux intégrer les renouvelables et renforcer certains services système, sans remplacer les besoins de planification, de réserve ou d’interconnexion. L’enjeu est de préciser où cette capacité apporte une valeur opérationnelle, avec quelles exigences de disponibilité et selon quelles règles de rémunération. Vous pouvez ainsi l’évaluer comme une fonction de flexibilité à coordonner avec les autres ressources, plutôt que comme une propriété qui garantirait à elle seule la stabilité du réseau.
