Sous-station de démonstration quantique : la révolution chinoise
Transition énergétique : La première sous-station pionnière en technologie quantique en Chine
La technologie quantique commence à transformer le fonctionnement des réseaux électriques en Chine. Située à Hefei, dans la province de l’Anhui, la sous-station de démonstration d’application quantique Houdian, qui fonctionne à une tension de 220 kilovolts, a été mise en service en novembre 2024. Il s’agit de la première sous-station en Chine entièrement dédiée à l’application systématique des technologies quantiques, intégrant un ensemble de dispositifs de haute technologie pour assurer la surveillance, la sécurité et l’efficacité des opérations du réseau électrique.
Cette installation innovante a déployé 85 dispositifs quantiques, développés de manière autonome, regroupés en 18 catégories, couvrant des domaines tels que le capteur quantique, la communication quantique et l’informatique quantique. Les nouvelles technologies mises en œuvre incluent des matériaux de détection quantique basés sur le diamant, capables de surveiller les fluctuations de courant, ainsi que des capteurs quantiques à points quantiques, utilisés pour détecter des risques d’incendies liés aux câbles et des défauts de décharge partielle à l’intérieur des équipements électriques.
Tian Teng, un jeune ingénieur de l’institut de numérisation de l’Institut de recherche sur l’électricité sous la direction de la State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd, a souligné les avantages de ces technologies. « Nous avons remplacé de nombreuses tâches d’inspection manuelle par des équipements de détection quantique de haute précision. Ce nouveau système permet d’identifier et de diagnostiquer les défauts des équipements beaucoup plus rapidement, ce qui réduit les coûts d’inspection et de fonctionnement », a-t-il déclaré.
À l’intérieur de la salle des équipements à haute tension, les dispositifs fonctionnent de manière continue et stable. Tian a montré un capteur multi-paramètres quantique monté sur un tableau de distribution hors service, capable de surveiller en temps réel l’environnement interne du cabinet et de détecter des signaux de décharge électrique partielle. Un autre capteur de courant de réseau de distribution, installé sur un câble sous le cabinet, surveille la charge des lignes et peut rapidement localiser des défauts.
Des technologies quantiques sont intégrées dans toute l’installation. Par exemple, un système de lidar quantique installé sur le toit surveille les particules atmosphériques et les conditions nuageuses dans un rayon de 15 kilomètres, permettant de prévenir les risques liés aux conditions météorologiques. De plus, des capteurs quantiques montés sur les tours de transmission peuvent détecter des variations de champ magnétique, offrant une surveillance précise de l’alignement des tours.
Le soutien à la cybersécurité a également été renforcé grâce à des équipements de cryptage quantique, permettant des communications sécurisées via la fibre optique et des réseaux 5G. Par ailleurs, l’approche basée sur l’informatique quantique utilisée pour l’analyse du flux d’énergie a été validée à l’aide de la topologie d’un réseau électrique réel sur l’ordinateur quantique national Wukong.
Ce projet s’inscrit dans une stratégie plus large pour faire face à des défis croissants auxquels sont confrontés les réseaux électriques traditionnels, exacerbés par l’augmentation de l’énergie renouvelable et des équipements basés sur l’électronique de puissance. Parmi les principaux défis identifiés figurent la surveillance de l’état des équipements, la sécurité des transmissions de données et la capacité de prise de décision rapide face à des opérations de plus en plus complexes.
Zhao Long, responsable du laboratoire de détection quantique à l’Institut de recherche sur l’électricité, a rapporté les difficultés rencontrées en cours de développement, notamment l’absence de précédents nationaux et de solutions techniques matures. « Le plus grand défi a été la rupture de l’approvisionnement en matériaux de détection en diamant de haute qualité à partir de fournisseurs étrangers, ce qui a presque stoppé le projet », a-t-il ajouté.
L’équipe a fini par collaborer avec des chercheurs nationaux pour développer des alternatives adaptées. Après plusieurs mois de tests et d’expérimentation, des avancées ont été réalisées, bien que de nouveaux défis d’ingénierie soient apparus.
En conclusion, l’application des technologies quantiques à la sous-station de démonstration Houdian devrait permettre de réduire les erreurs de mesure électriques annuelles de plus de 500 000 kilowattheures, ce qui améliore considérablement la fiabilité et l’efficacité économique des opérations du réseau. Plusieurs technologies quantiques ayant été testées dans cette sous-station sont déjà déployées dans d’autres régions de la province de l’Anhui et sont en cours d’introduction dans d’autres zones en Chine.
