Une contrainte technologique bloque-t-elle le réseau express ?

20 mars 2026, par Stephan Bärtschi , membre du conseil d'administration de HSUB

Les projets sur le réseau à haute tension sont considérés comme extrêmement complexes et coûteux. Lors des débats parlementaires sur le projet d'extension du réseau, un facteur de surcoût de 2 à 10 a été évoqué, rendant les câbles souterrains plus onéreux que les lignes aériennes. Swissgrid reprend régulièrement ce point de vue concernant le surcoût des câbles souterrains. Cependant, le Tribunal fédéral est parvenu à une conclusion totalement différente dans son arrêt 1C_398/2010. Une analyse approfondie a démontré que pour le projet « Riniken » de 380 kV, le facteur de surcoût se situe entre 0,66 et 1,83, avec une moyenne de 1,29. De plus, le Tribunal fédéral a indiqué que si les coûts de l'énergie augmentent plus fortement que le taux d'inflation général dans les années à venir, le câblage souterrain pourrait même s'avérer plus avantageux économiquement. Le débat politique actuel autour du facteur de surcoût semble relativiser, voire ignorer, l'analyse du cycle de vie réalisée par le Tribunal fédéral il y a 15 ans. En particulier, des paramètres clés ont été modifiés par rapport à l'analyse de sensibilité effectuée à l'époque. Nous examinerons les raisons de ces modifications ci-dessous.

La loi ne prévoit pas de méthode de calcul du facteur de surcoût pour les lignes à haute tension supérieures à 220 kV. Le Conseil fédéral l'a expliqué dans sa question n° 26.7425 de juin 2026 : « La législation ne fournit aucune orientation car les projets à ce niveau de réseau diffèrent considérablement d'un cas à l'autre. »

La décision du Tribunal fédéral s'appuyait principalement sur une expertise présentée par les partisans du projet de câbles souterrains et rédigée par le professeur Heinrich Brakelmann de l'Université de Duisbourg. La procédure, exceptionnellement longue, a permis d'éclaircir plusieurs questions fondamentales. Au moins trois expertises ont été commandées par les partisans et les opposants. L'analyse du coût du cycle de vie et l'analyse de sensibilité, introduites à l'époque par les partisans du projet de câbles souterrains, restent pertinentes dans le débat politique actuel. L'analyse réalisée alors avait mis en évidence une forte dépendance du surcoût aux hypothèses relatives à la charge électrique, au prix de l'électricité, à l'inflation et à l'actualisation. Un examen à l'aide des données actuelles du projet montre que même des hypothèses techniquement plausibles différentes concernant l'utilisation moyenne peuvent entraîner des variations importantes du surcoût.

La procédure d’élaboration du plan d’aménagement spatial de la ligne de transport d’électricité (SÜL) stipule quatre points fondamentaux qui doivent être évalués afin de parvenir à un jugement équilibré et objectif sur la technologie : la préservation du paysage, l’aménagement du territoire, les aspects techniques et la viabilité économique. C’est pourquoi nous nous concentrerons sur ces quatre points.

Efficacité économique : Coûts du cycle de vie plutôt que coûts de construction

Le rapport Brakelmann a divisé les coûts du cycle de vie en trois catégories : construction, maintenance et pertes. Cette classification a ensuite été adoptée par l’Office fédéral suisse de l’énergie (OFEV) pour l’outil MKFactory, développé pour déterminer le facteur de surcoût des projets de moins de 220 kV. Cependant, les calculs de surcoût figurent également dans la documentation des projets de lignes de plus de 220 kV. Les mêmes méthodes de calcul sont utilisées dans ces deux cas. Il convient donc d’examiner ces calculs plus en détail.

entretien

Les coûts les moins abordés étaient les coûts de maintenance. Ceux-ci comprennent les dépenses d'entretien courant, telles que le remplacement des conducteurs, des câbles et des isolateurs, ainsi que les réparations. Avant que les statistiques de la CIGRE ne soient reconnues comme juridiquement valides par le tribunal, les taux de défaillance et les délais de réparation faisaient également l'objet de controverses. Selon les statistiques de la CIGRE, la fréquence des défaillances est bien plus faible pour les câbles souterrains, même si les délais de réparation sont légèrement plus longs. La méthode de construction influe également. En Europe, où les câbles sont souvent posés directement en terre, il est nécessaire de localiser le défaut et de creuser une tranchée pour remplacer la section défectueuse. Si les câbles sont installés dans des conduits, le câble entier est remplacé entre deux puits de maintenance. Afin de garantir la couverture intégrale des futurs coûts de maintenance, ces coûts, calculés dans l'outil MKFactory, sont indexés sur l'inflation courante sur l'ensemble du cycle de vie.

frais de construction

Les coûts de construction ont fait l'objet de vifs débats. Le professeur Brakelmann a calculé qu'un câble en cuivre de 3 500 mm² par phase suffirait pour le courant requis de 1 920 A. Cependant , ne pouvant recommander qu'un seul fabricant capable de produire ce câble, non encore certifié à l'époque, le projet a été modifié pour deux câbles de 2 500 mm² . Ce changement était également dû à l'exigence soudaine d'un fonctionnement continu non seulement à pleine charge (1 920 A), mais aussi en surcharge (2 530 A). À pleine charge, les conducteurs des lignes aériennes s'échauffent de 20 °C ; en surcharge, la température atteint 40 °C. Le fonctionnement en surcharge permet de maintenir les lignes dégagées de glace et de neige dans les régions montagneuses en hiver. Pour dégivrer les câbles aériens en hiver, il est nécessaire de les chauffer artificiellement par un courant élevé. Or, cette réserve thermique (fonctionnement en surcharge) n'est physiquement disponible pour une ligne aérienne que par basses températures ambiantes. En été, cependant, lorsque les températures extérieures dépassent 35 °C, les fortes charges entraînent un allongement critique des câbles et donc une flèche dangereusement importante. C'est un problème que les câbles souterrains, de par leur conception, ne présentent pas.

Conformément au principe d'accès public, le VSLR (Compatible High-Voltage Line Reusstal) a demandé la communication de tous les documents relatifs au projet et les a publiés à l'adresse https://vslr.ch/verfahrensfehler. Les documents de la demande d'autorisation d'urbanisme sont également consultables à l'adresse https://vslr.ch/Gesuchsunterlagen-Swissgrid-26.

La possibilité de réduire les coûts de construction en posant un seul câble par phase n'a jamais été étudiée dans le cadre du projet Niederwil-Obfelden, bien que plusieurs fabricants proposent désormais des câbles certifiés de section 3 500 mm² . On ignore la fréquence et la durée d'exploitation des lignes de Riniken à 2 530 A depuis leur mise en service. Il est donc impossible de calculer si l'utilisation d'une section plus petite, avec un seul câble par phase, entraînerait une surcharge thermique. Malgré des hivers rigoureux depuis la mise en service, aucune publication n'a été consacrée à ce sujet.

La manière de construire un câblage souterrain au moindre coût possible compte tenu des conditions suisses n'a donc jamais été étudiée, et l'opérateur du réseau refuse de communiquer les chiffres qui permettraient de le calculer.

Estimation inexacte des coûts de construction

Les décisions technologiques antérieures reposaient sur des estimations de coûts de construction trop approximatives. Les deux technologies sont utilisées dans le projet Niederwil – Obfelden. Il est donc pertinent d'examiner ces estimations. Lors de la prise de décision en 2017, le coût des lignes aériennes était estimé à 1,9 million de francs suisses et celui des câbles souterrains à 10 millions de francs suisses par kilomètre. La demande d'autorisation d'urbanisme de 2026 présentait les coûts de construction suivants : 2,74 millions de francs suisses pour les lignes aériennes et 10 millions de francs suisses par kilomètre pour les câbles souterrains. Cette augmentation de 44 % est nettement supérieure à ce que pourrait expliquer la seule inflation générale et nécessite donc une explication technico-économique. Cela est d'autant plus vrai que les coûts des câbles souterrains sont restés inchangés durant la même période. En revanche, les caractéristiques du sol ont évolué. L'estimation des coûts portait sur l'ensemble du tracé de plus de 17 kilomètres, dont une grande partie se situait sur un sol normal. Or, la demande d'autorisation d'urbanisme ne concerne qu'un tronçon de 4,4 kilomètres traversant la zone protégée BLN et la rivière Reuss. Cela implique l'utilisation des techniques de construction les plus coûteuses de l'ensemble du tracé, notamment la construction en présence d'eau souterraine et le forage directionnel horizontal.

Coûts des pertes d'électricité

Plusieurs facteurs entrent en jeu, c'est pourquoi nous les examinons individuellement : le coût et la consommation de l'électricité, l'inflation, l'actualisation et la durée. Afin d'obtenir une vision globale, une analyse de sensibilité avec des scénarios bas, moyens et hauts a été réalisée dans le rapport Brakelmann. Seule cette analyse permet d'estimer l'évolution possible de la durée de vie. La durée de vie de 80 ans estimée dans le rapport a également été adoptée par l'outil officiel MKFactory. Cependant, cette échéance est prudente : les lignes de transport existantes en Suisse étant généralement modernisées et pratiquement jamais démantelées, la durée d'exploitation réelle – et donc la période pendant laquelle le câble souterrain réalise ses avantages en termes de réduction des coûts – s'étend presque indéfiniment. Là encore, l'analyse de sensibilité permet de tirer des conclusions. Sur une période aussi longue, plusieurs phases de croissance et de récession économiques sont possibles. Par conséquent, fonder une décision uniquement sur la conjoncture économique actuelle ne rend pas justice à aucune technologie.

les coûts d'électricité

Dans son rapport, le professeur Brakelmann a fondé ses calculs sur l' indice suisse des prix de l'énergie (SWEP ) et a projeté des prix de l'électricité de 80 à 109 francs suisses par mégawattheure (MWh), ce qui correspond à 8,0 à 10,9 centimes par kilowattheure (kWh). La valeur moyenne était de 95 francs suisses par MWh.

Le calcul du facteur de surcoût pour les lignes de moins de 220 kV repose sur le marché à terme à long terme de la Bourse de l'énergie de Leipzig (EEX). Cet indice a longtemps reflété principalement les excédents d'électricité produits par les centrales au charbon et au gaz, ce qui explique les fortes fluctuations saisonnières des prix. Cette méthode de détermination des prix a récemment été appliquée aux lignes de plus de 220 kV. Le recours aux cours historiques de la bourse a permis de réduire de moitié le prix de l'électricité utilisé par rapport au rapport Brakelmann ; pendant longtemps, des valeurs comprises entre 41 et 49 CHF/MWh étaient employées. Cette réduction artificielle du prix de l'électricité divise par deux les coûts calculés pour les pertes d'électricité futures dans les modèles, diminuant ainsi considérablement leur poids dans le coût du cycle de vie.

Le maintien de la compétitivité du câblage souterrain malgré la baisse des prix de l'électricité est démontré par l'expérience : ces dix dernières années, les lignes électriques aériennes de 50 à 150 kV ont été enterrées avec succès dans tout le pays. L'histoire récente illustre la forte volatilité du marché de l'électricité : en 2022, selon les statistiques suisses, le prix moyen de l'électricité était de 234 francs suisses par MWh en pleine crise énergétique. Le 22 avril 2024, suite à un changement climatique extrême, les prix ont brièvement atteint 12 000 francs suisses par MWh. Cette volatilité systémique et les risques de prix à long terme liés à la transition énergétique doivent être pris en compte dans toute analyse de sensibilité réaliste.

Utilisation de l'énergie

Le taux d'utilisation actuel est appelé « facteur de charge » dans l'outil de calcul officiel MKFactory et est fixé à 50 %. Ce choix est justifié. Les pertes sont calculées selon la loi fondamentale de l'électrotechnique : Pv² = I² × R. Pour mieux visualiser l'effet de cette relation quadratique, le tableau 1 présente les carrés des courants en fonction du facteur de charge d'une ligne de transport à pleine charge (1920 A).

Facteur de charge 100 % = 1 920 A0.8 %1.7 %13 %23 %40 %50 %60 %100 %132 %
Courant au carré = I2 [A2]2561k65K202K590K922K1.3M3.7M6.4M
Tableau 1, « k » abréviation de kilogramme : 1 000. « M » abréviation de million. 100 % = pleine charge, 132 % = surcharge

Ce principe mathématique illustre qu'une heure de fonctionnement à pleine charge génère les mêmes pertes thermiques que 59 heures à 13 % de charge ou 18 heures à 23 % de charge. En raison de l'augmentation et de l'irrégularité des pics de production d'énergie solaire, le réseau électrique produit probablement aujourd'hui, en moyenne, des pertes de pointe nettement supérieures. Par conséquent, le facteur de charge ne doit jamais être assimilé au facteur de perte. Quiconque le fait commet l'erreur mathématique décrite par l'inégalité de Jensen.

Le gestionnaire de réseau utilise une valeur de 23 % dans ses calculs (voir tableau 1). Il en résulte des coûts de pertes d'énergie 4,5 fois inférieurs à ceux calculés par l'outil officiel MKFactory. Or, c'est précisément là que réside un levier crucial pour une transition énergétique économiquement durable : la minimisation de la résistance des conducteurs (R) permet une réduction considérable des pertes sur le réseau. Si les lignes aériennes sont rarement construites avec une section supérieure à 2 × 1 000 mm² pour des raisons de poids, les câbles souterrains de 2 × 2 500 mm² présentent déjà une résistance électrique plus de 2,5 fois inférieure. Par conséquent, ils génèrent des pertes environ 2,5 fois moindres. Compte tenu des pertes totales du gestionnaire de réseau, estimées à environ 1 TWh par an, le câblage souterrain offre un potentiel d'économies considérable.

À l'inverse, si le facteur de charge de 23 % correspondait aux pertes réelles, pratiquement aucun courant ne circulerait dans les lignes électriques aériennes. Cela entraînerait une surcapacité de réserve, augmentant ainsi le coût des projets.

Le graphique ci-dessous illustre la relation entre l'utilisation et les pertes pour les deux technologies : lignes aériennes et câbles souterrains. Il a été réalisé par Damian Aegerter, ingénieur électricien diplômé de l'ETH Zurich, de la société Braavos GmbH, à Steinerberg (Suisse). M. Aegerter est un expert reconnu en câbles d'énergie, membre du Comité technique des câbles (TC 20) du CES (Comité national suisse de la Commission électrotechnique internationale CEI) et membre suisse officiel du groupe de travail 19 « Capacité de transport de courant des câbles » du TC 20 de la CEI. Les pertes dans les câbles ont été calculées à l'aide du logiciel Cableizer® conformément à la norme CEI 60287, et la capacité thermique de la ligne aérienne a été calculée selon la méthode de Kirn, une méthode courante en génie électrique allemand pour la détermination de la capacité thermique des conducteurs de lignes aériennes.

Les pertes dues aux systèmes de compensation sont déjà prises en compte dans les calculs des câbles souterrains. Par conséquent, contrairement aux lignes aériennes, la courbe de puissance des câbles souterrains ne commence pas à zéro.

Graphique 1

Inflation, actualisation et durée

Inflation, actualisation et durée

Aujourd'hui, les modèles officiels utilisent le coût moyen pondéré du capital (CMPC), duquel il faut soustraire l'inflation.

La méthode dite de la valeur actuelle permet de calculer le montant à épargner aujourd'hui pour couvrir les coûts estimés tout au long de ma vie. Puisque l'argent investi à long terme génère des intérêts, il est nécessaire d'épargner moins pour les dépenses à long terme que pour les dépenses à court terme. Le calcul mathématique est effectué à l'aide de la méthode de la valeur actuelle. Le tableau 2 illustre la valeur actuelle d'un versement annuel récurrent de 1 000 francs suisses à différents taux d'intérêt :

valeur actuelle-2%-1%0%1%2%3%4%
Année 4060 000 CHF49 000 CHF40 000 CHF33 000 CHF27 000 CHF23 000 CHF20 000 CHF
Année 80194 000 CHF122 000 CHF80 000 CHF55 000 CHF40 000 CHF30 000 CHF24 000 CHF
Année 120488K230K120 000 CHF70 000 CHF45 000 CHF32 000 CHF25 000 CHF

Tableau 2

À 0 %, on obtient 1 000 francs multipliés par le nombre d'années. En se tournant vers la droite, vers l'actualisation, il apparaît clairement qu'avec des taux d'intérêt élevés, la durée joue un rôle secondaire. En se tournant vers la gauche, vers les intérêts composés, les coûts semblent exploser.

Les pertes se dissipent sous forme de chaleur résiduelle sans aucun bénéfice pour l'environnement.

Le fait que les pertes ne soient pas permanentes et ne génèrent que de la chaleur résiduelle est également pris en compte dans la loi sur la fourniture d'électricité (StromVG). Ainsi, les coûts réels de ces pertes, dans le cadre des services de réseau, sont supportés annuellement et directement par les consommateurs suisses via les tarifs d'utilisation du réseau, synchronisés avec leur survenance. Il n'y a donc jamais de sortie de fonds à long terme pour ces coûts d'exploitation.

L'actualisation des coûts liés aux sinistres à l'aide du CMPC ne reflète pas correctement la structure de financement et tarifaire réelle des coûts de réseau. Dans les comparaisons de systèmes, elle conduit à une dévaluation artificielle et purement mathématique des coûts futurs liés aux sinistres, au profit des lignes aériennes. La logique de calcul du facteur de coût additionnel doit impérativement refléter la situation réelle. Il convient donc d'examiner si le même taux d'actualisation est approprié pour les coûts liés aux sinistres encourus et réglés annuellement que pour les capitaux immobilisés à long terme.

Protection de l'environnement, aménagement du territoire et technologie

Plusieurs agences fédérales ont conjointement mis au point un système sophistiqué : selon la procédure du Plan sectoriel pour les lignes de transport d’électricité (SÜL), des questions spécifiques relatives à la conservation des paysages, à l’aménagement du territoire et à la technologie sont évaluées selon cinq niveaux d’appréciation, allant de (très) positif à (très) négatif en passant par neutre. L’objectif est d’assurer un équilibre aussi objectif que possible des intérêts dans ces zones sensibles. La principale raison pour laquelle ce système établi est désormais remplacé politiquement par un principe général de « lignes aériennes » est évidente : par le passé, l’évaluation globale privilégiait généralement la technologie des câbles souterrains.

étude de câbles

Le gestionnaire du réseau a commandé un rapport d'experts examinant la technologie des câbles associée à une technique de compensation spécifique sur le réseau haute tension suisse. Des experts indépendants critiquent le caractère prévisible du résultat : la configuration choisie engendre des oscillations de résonance perturbatrices sur le réseau. Toutefois, affirmer catégoriquement que toutes les technologies de câbles et de compensation produiraient les mêmes conséquences négatives revient à freiner l'innovation technologique. Il est donc urgent de lancer une étude de suivi scientifiquement indépendante. Face à l'augmentation significative des besoins en énergie électrique à l'avenir, liée à la transition énergétique, il est impératif de ne pas gaspiller cette ressource.

Comparaison des coûts supplémentaires

Au vu de ces informations, il est pertinent de procéder à une comparaison des coûts. Pour ce faire, nous nous basons sur les coûts de construction officiels les plus récents du projet Niederwil–Obfelden : 2,74 millions de francs suisses par kilomètre pour la ligne aérienne et 10 millions de francs suisses par kilomètre pour le câble souterrain (coefficient de surcoût de base pour la construction pure : 3,65).

L'analyse de sensibilité suivante (tableau 3) modifie les paramètres individuels (facteur de charge, prix de l'électricité, taux d'intérêt imputé moins l'inflation) de manière isolée dans le but de ne pas représenter une meilleure technologie et d'atteindre ainsi un facteur de coût supplémentaire du cycle de vie de 1 exactement .

Les facteurs de tarification ont été choisis pour être proches de la valeur proposée par le gestionnaire de réseau : un pour une utilisation moyenne et un pour une utilisation élevée. Concernant les taux d’intérêt, seule l’inflation a été prise en compte à -0,5 %, et le taux d’intérêt courant (CMPC moins l’inflation) a été utilisé à 2,93 %. Les prix de l’électricité ont ensuite été fixés de manière à ce que le facteur de coût additionnel soit toujours égal à 1, tout en restant modérés par rapport aux prix actuels de l’électricité. Cette analyse, indépendante de toute technologie, vise uniquement à illustrer les dépendances entre les différents paramètres.

scénariofacteur de chargeTaux d'intérêt – Inflation [%]Coût de l'électricité [CHF/MWh]Câble souterrain [CHF]Ligne électrique aérienne [CHF]facteur de coût supplémentaire
frais de construction   10 millions2,74 millions3.65
coûts de perte élevés29 %-0 - 2.015011'720'00018'510'000   
Total minimum   21'250'00021'720'0001
coûts de perte moyens50 %0 – 0824'500'00011'760'000   
Total moyen   14'500'00014'500'0001
coûts de perte minimaux65 %3.43 – 0.51153'550'00010'770'000 
Total maximum   13'510'00013'550'0001

Tableau 3 : Scénarios de paramètres pour atteindre la parité économique (facteur de coût supplémentaire = 1) entre le câble souterrain et la ligne aérienne.

  1. Scénario 1 (Coût élevé de la perte) : Avec un facteur de charge modéré de 29 %, un prix de l'électricité de 150 CHF/MWh, un taux d'intérêt réel de 0 % et un taux d'inflation élevé de 2 %.
  2. Scénario 2 (Coût moyen de la perte) : Avec un facteur de charge de 50 % (valeur standard de MKFactory) et un calcul purement nominal sans distorsion d'intérêt (0 %), le point de basculement financier se situe à un prix de l'électricité de 82 CHF/MWh.
  3. Scénario 3 (Coût minimal de la perte) : Même avec un rendement du capital réseau élevé de près de 3 % (CMPC actuel – inflation), le câble souterrain devient viable grâce à un facteur de charge élevé de 65 % et un prix de l'électricité de 115 CHF/MWh.

Conclusion

Les coûts de construction purs ne doivent jamais être considérés isolément ; le facteur déterminant est le coût global du cycle de vie. Le Tribunal fédéral a clairement établi cette obligation de prendre en compte l’ensemble du projet dans son arrêt 1C_398/2010.

Aujourd'hui, sur le Plateau suisse, le coût des lignes électriques aériennes et des câbles souterrains est sensiblement équivalent sur l'ensemble de leur cycle de vie. De ce fait, un simple ajustement de certains paramètres permet de privilégier une technologie par rapport à une autre. Dans ce contexte, inscrire dans la loi le principe des lignes aériennes freinerait l'innovation pour les années à venir. Alors que de nombreux projets sont actuellement bloqués, des décisions cruciales pour l'avenir doivent être prises. Comme nous l'avons constaté, même avec un principe général favorable aux lignes aériennes, les tribunaux devront réévaluer la méthode de calcul au cas par cas. En l'absence de règles prédéfinies, ils devront analyser chaque aspect de chaque projet, du début à la fin, en tenant compte de son contexte spécifique.

Ceci s'applique notamment aux travaux de modernisation prévus sur les lignes électriques existantes dans le cadre du projet « Netzexpress ». Toute tentative de qualifier l'extension des anciens tracés de simple maintenance afin d'éviter une réévaluation des risques sanitaires est juridiquement irrecevable. Étant donné que nombre de ces lignes électriques aériennes historiques dépassent depuis des décennies les limites fixées par la NISV (Ordonnance sur la protection contre les rayonnements non ionisants) dans les zones résidentielles, toute modification significative entraîne une obligation de mise en conformité.

De plus, l'équivalence économique des deux technologies crée un nouveau contexte juridique : les câbles souterrains représentant une alternative raisonnable et respectueuse de l'environnement, les projets de lignes aériennes font l'objet de contestations judiciaires de plus en plus fréquentes et fructueuses. Ces contestations s'expliquent par des violations du principe de précaution en droit de l'environnement (art. 11 de la loi fédérale américaine sur les gaz à effet de serre), une utilisation insuffisante des limites d'émission de précaution prévues par la loi sur la sécurité nationale en matière de pollution (NISV), l'interdiction légale stricte du déboisement et des atteintes disproportionnées à la propriété privée (droit d'expropriation). Les coûts indirects des lignes aériennes, tels que la dépréciation des biens immobiliers situés dans leur rayon d'action, deviennent également un enjeu majeur. Enfin, la hausse des coûts de réparation et des temps d'arrêt liés aux conditions météorologiques extrêmes et aux catastrophes naturelles doit être prise en compte dans les calculs relatifs aux lignes aériennes.

Si nous voulons mettre en œuvre la stratégie énergétique 2050 déjà décidée, il est important dès maintenant de privilégier les technologies les plus économiques et les plus résilientes.

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