Découverte de la source des perturbations
Pendant des années, les opérateurs de réseaux électriques du monde entier ont été confrontés à un phénomène mystérieux : une légère baisse de la fréquence du réseau se produisant avec une précision extrême toutes les 60 secondes. Ce schéma répétitif, observé sur différents continents, de l'Europe à l'Australie en passant par les États-Unis, a suscité l'inquiétude des experts en raison de son impact potentiel sur la stabilité du réseau et la sécurité des équipements.
Une équipe de recherche dirigée par Dirk Witthaut du centre de recherche de Jülich (Forschungszentrum Jülich) en Allemagne a entrepris de résoudre cette énigme. Après avoir écarté les hypothèses traditionnelles liées aux turbines hydroélectriques, l'équipe a concentré ses recherches sur les appareils fonctionnant avec une synchronisation précise, et a conclu que les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) présents dans les centres de données sont les principaux responsables de ces perturbations.
Pourquoi cette fluctuation se produit-elle ?
Les systèmes UPS, en particulier ceux utilisés dans les grands centres de données, effectuent une vérification de l'état de charge (State-of-Charge) périodiquement chaque minute. Comme ces appareils sont connectés à Internet, leurs horloges internes sont synchronisées avec une grande précision. Lorsque des milliers d'appareils dans plusieurs centres de données effectuent cette vérification au même moment, leur effet cumulé crée une perturbation tangible dans la fréquence du réseau électrique.
Les données provenant du réseau irlandais ont confirmé cette hypothèse ; les centres de données y consomment une part importante de l'énergie du pays, et il a été observé que l'intensité de la baisse de fréquence minute est passée de 3 millihertz en 2016 à plus de 20 millihertz ces dernières années.
Qu'est-ce que cela signifie pour les réseaux ?
Bien qu'une baisse de 20 millihertz puisse sembler négligeable par rapport à la capacité de tolérance du réseau (qui atteint généralement 200 millihertz), son accumulation avec d'autres charges pourrait pousser le réseau vers des états d'instabilité ou des coupures de courant. De plus, ces perturbations pourraient causer des dommages à long terme aux équipements sensibles.
Les chercheurs recommandent aux fabricants d'ajouter une fonction de « randomisation » au timing de la vérification de l'état de charge dans les systèmes UPS, au lieu de les faire fonctionner à un timing fixe. L'équipe a également averti que le problème pourrait s'aggraver avec la prolifération des appareils de l'Internet des objets (IoT) qui pourraient présenter des comportements similaires, ce qui nécessite des interventions réglementaires et des mises à jour logicielles mondiales pour garantir la stabilité de l'infrastructure énergétique à l'avenir.