Les stocks de transformateurs et les réseaux sont menacés

Parmi les composants d'équipement électrique les plus élémentaires, les transformateurs, sont rares aux États-Unis et en Ukraine, ce qui accroît la vulnérabilité de leurs réseaux électriques. Aux États-Unis, une série d'ouragans, des ruptures d'approvisionnement mondiales, des attaques terroristes nationales contre l'infrastructure du réseau et une pénurie de fabrication nationale ont épuisé les stocks. En Ukraine, les bombardements russes incessants des sous-stations électriques détruisent les transformateurs plus vite qu'ils ne peuvent être remplacés.

Les deux situations sont venues devant le Congrès américain cette semaine. Le président Volodymyr Zelenskyy a comparu devant une session conjointe du Congrès pour demander plus d'armes pour combattre les attaques de la Russie. Zelenskyy a adopté un ton de défi, affirmant que les bombes et les pannes d'électricité ne voleront pas le Noël de l'Ukraine : "Même s'il n'y a pas d'électricité, la lumière de notre foi en nous ne s'éteindra pas".

Pendant ce temps, dans les coulisses, les membres du Congrès ont lancé un appel ultime et finalement infructueux pour obtenir des dollars fédéraux pour stimuler la production de transformateurs.

Les transformateurs sont comme la confiance : des mois ou des années à construire, des secondes ou des minutes à détruire.

L'échec de la demande de transformateur dans le projet de loi de financement gouvernemental de 1,7 billion de dollars que le Congrès devrait envoyer au président Biden aujourd'hui a déçu les services publics et leurs partisans, après plus de 6 mois de collaboration avec l'administration Biden pour plaider en faveur d'un soutien.

"Nous nous sommes un peu perdus dans le shuffle. C'est un vrai coup dur", déclare Alex Strong, un lobbyiste de l'Association nationale des constructeurs d'habitations, dont les membres manquent de boîtes de transformateurs côté rue. "Les développements s'arrêtent à cause de ce point d'étranglement de la chaîne d'approvisionnement", déclare Strong.

Depuis la naissance des réseaux électriques modernes, des millions de transformateurs sur les poteaux de rue et dans les postes de distribution ont étayé l'aspect pratique du courant alternatif. Les transformateurs ajustent l'électricité entre des dizaines et des centaines de milliers de volts permettant à l'électricité de se déplacer avec de faibles pertes et les 100-120 volts qui alimentent les appareils électroménagers de manière plus sûre.

Pourtant, près de 140 ans après leur invention, les transformateurs ressemblent beaucoup à la confiance : ils peuvent prendre des mois, voire des années, à construire et quelques secondes à quelques minutes à détruire.

Les projectiles perforant leurs boîtiers peuvent libérer ou enflammer les huiles de transfert de chaleur qui protègent leurs enroulements de bobine complexes de la surchauffe, causant souvent des dommages irréparables. Cela peut être une faiblesse paralysante à une époque d'attaques croissantes contre les transformateurs.

En Ukraine, les barrages russes détruisent plusieurs transformateurs presque quotidiennement. Cela a fait des transformateurs le matériel le plus recherché du pays après les systèmes de missiles occidentaux. Et cela a obligé les opérateurs de réseau ukrainiens à faire appel à leurs homologues étrangers pour obtenir des pièces de rechange.

Un cordonnier travaille sous la lampe de poche lors d'une panne d'électricité à Lviv le 16 décembre 2022, après que des frappes russes ont ciblé l'infrastructure électrique. Yuiry Dyachyshyn/AFP/Getty Images

Les attaques délibérées sur le réseau suscitent également de l'anxiété aux États-Unis. Les coups de feu qui ont détruit le transformateur occasionnel sur un poteau il y a cinq ans détruisent de plus en plus les transformateurs dans les sous-stations qui peuvent peser plus de 200 tonnes et alimenter des quartiers ou des villes entières.

Des attaques coordonnées à l'arme à feu contre une paire de sous-stations de transmission de Duke Energy en Caroline du Nord ce mois-ci ont fait la une des journaux en bloquant environ 45 000 personnes pendant jusqu'à quatre jours. Mais au cours des deux derniers mois seulement, des dommages délibérés aux sous-stations ont déclenché des pannes d'électricité à travers les États-Unis, y compris dans une deuxième région en Caroline du Nord, dans l'Ohio, ainsi que dans l'Oregon et l'État de Washington. Tous restent non résolus.

Colliers de suicide sur les néo-nazis

L'ampleur des pannes hostiles aux États-Unis est pâle par rapport aux souffrances de l'Ukraine. Mais il y a des points communs troublants. Dans les deux pays, les attaques de sous-stations semblent conçues pour semer le chaos et la peur, et sont au moins en partie motivées par une antipathie qui va de l'insouciance à la vengeance pure et simple.

Des tirs d'un fusil de grande puissance ont assommé une sous-station électrique américaine à Centerburg, dans l'Ohio, le mois dernier, ébranlant les nerfs déjà agités par des gros titres inquiétants en février. Ce mois-là, devant un tribunal de Columbus, un résident de l'Ohio et deux autres hommes ont plaidé coupables à un complot suprématiste blanc. Éclos dans un groupe de discussion en ligne en 2019, il ciblait plusieurs sous-stations à travers les États-Unis, selon le ministère américain de la Justice.

"Nous avons constaté un intérêt accru tout au long de cette année à cause des conditions météorologiques extrêmes. Dès que l'incident de Duke s'est produit, tout s'est transformé en attaques physiques."—David Rupert, PDG, Grid Assurance

Les conspirateurs "s'attendaient à ce que les dommages entraînent une détresse économique et des troubles civils", a déclaré Timothy Langan, directeur adjoint de la division antiterroriste du FBI via un communiqué de presse de février 2022 qui citait également leur "adhésion à des opinions extrémistes violentes à motivation raciale ou ethnique".

Chaque accusé a été chargé de frapper une sous-station dans une région différente des États-Unis. Ils possédaient les armes nécessaires, ainsi que des "colliers de suicide" lacés avec le puissant narcotique fentanyl.

Six mois après les dépôts de Columbus, les autorités fédérales ont appris qu'un "supprémaciste blanc présumé" avait publié en ligne les "coordonnées exactes de plus de 75 000 sous-stations à travers les États-Unis", selon le réseau d'information câblé NewsNation.

Les attaques et les avertissements renforcent l'intérêt des services publics pour les programmes qui leur donnent accès à des stocks partagés de transformateurs et d'autres équipements critiques. "Nous avons constaté un intérêt accru. Nous avons environ une demi-douzaine de nouveaux abonnés potentiels", a déclaré David Rupert, PDG de Grid Assurance, basée à Columbus, la plus récente part d'équipement aux États-Unis.

"Jusqu'à l'incident de Duke Energy, nous avons constaté un intérêt accru tout au long de cette année à cause des conditions météorologiques extrêmes. Dès que l'incident de Duke s'est produit, tout s'est transformé en attaques physiques", explique Rupert.

Grid Assurance a été inspiré par l'attaque de tireurs d'élite de 2013 qui a détruit 17 gros transformateurs dans une sous-station près de San Jose. Depuis qu'elle est devenue opérationnelle en 2020, l'organisation a signé 31 services publics dans 23 États. Il stocke de gros transformateurs, disjoncteurs et autres composants utilisés dans les systèmes de transmission, et les libère si les abonnés sont touchés par une attaque physique, une cyberattaque ou des conditions météorologiques extrêmes telles que des ouragans.

La mise en commun des ressources fournit une police d'assurance contre les événements à fort impact qui devraient se produire rarement pour une entreprise donnée. Mais Rupert dit qu'une fabrication plus étroite et plus étroite améliorerait la sécurité. Des approvisionnements plus serrés signifient des délais plus longs pour remplacer les stocks qui pourraient être épuisés par un incident majeur provoquant une destruction généralisée, comme une tempête solaire massive ou une attaque par des armes électromagnétiques.

Les gros transformateurs que Grid Assurance a acquis en 2020 pour être livrés dans 18 à 24 mois prendraient jusqu'à 39 mois pour être remplacés aujourd'hui. Pire encore, dit Rupert, 70 % de ses transformateurs sont fabriqués à l'extérieur de l'Amérique du Nord. Aucun n'est fabriqué aux États-Unis. "Il est très important de délocaliser autant que possible", dit-il.

Acier électrique recherché

Un rapport de février 2022 du Laboratoire national de l'Idaho a exploré les défis qui contribuent aux pénuries de transformateurs et s'est concentré sur un ingrédient clé : l'acier électrique à grains orientés. C'est le grade requis pour les transformateurs compacts et efficaces, une seule entreprise américaine le fabrique, et l'étude du laboratoire national a révélé que sa qualité et sa quantité manquaient. En conséquence, les producteurs nationaux ne répondent qu'à un cinquième de la demande de transformateurs aux États-Unis, principalement de petits appareils alimentant plusieurs maisons ou pâtés de maisons.

L'étude a identifié le financement et la coordination dans le cadre de la loi sur la production de défense (DPA) - déployée en 2021 pour fournir des fournitures médicales pour lutter contre le COVID-19 - comme une opportunité clé pour développer la production nationale d'acier à grains orientés et de transformateurs, ainsi que d'autres composants du réseau, notamment les disjoncteurs et l'appareillage de commutation. L'administration Biden a approuvé la mise sur écoute du DPA en juin, tout comme une «équipe de tigres» conjointe gouvernement-industrie.

Certains démocrates du Congrès ont également proposé 2,1 milliards de dollars pour stimuler la production de transformateurs et d'équipements de réseau associés, ce qui, selon eux, est crucial pour réaliser le potentiel de la récente loi sur la réduction de l'inflation pour accélérer la production d'énergie renouvelable. Comme l'a dit le sénateur Sheldon Whitehouse de Rhode Island dans une interview avec IEEE Spectrum la semaine dernière : "Pour déplacer les électrons dans lesquels l'[IRA] investit, nous avons besoin de fabriquer beaucoup d'équipements électriques, y compris des transformateurs."

En fin de compte, les lobbyistes disent que les fonds proposés par le DPA ont simplement été devancés par d'autres priorités. Pour l'instant, cela laisse aux services publics le soin de créer leurs propres solutions.

Un opérateur de distribution de Caroline du Nord l'a certainement fait après l'attaque de Duke Energy ce mois-ci. Le lendemain matin, des équipes de Randolph Electric Membership Coop, basée à Asheboro, et des services publics voisins construisaient des lignes de raccordement vers des sous-stations non affectées, et le lendemain soir, suffisamment d'électricité circulait sur trois kilomètres de lignes améliorées et nouvelles pour desservir plusieurs milliers de clients sur une base continue, rétablissant l'accès à l'essence, à l'épicerie et à d'autres services.

Un peu d'aide d'amis

La créativité et la bravoure ont certainement été démontrées par les ingénieurs du réseau en Ukraine, qui bricolent et assemblent toutes les pièces qu'ils peuvent pour restaurer le courant coupé par chaque barrage russe. Vendredi dernier, les livraisons d'électricité avaient été réduites de plus de moitié lorsque les ingénieurs se sont mis au travail, malgré les défenses aériennes ukrainiennes qui ont abattu 60 des 80 à 90 missiles tirés. Le lendemain, le président Zelenskyy a déclaré que les opérateurs de réseau avaient déjà redonné de l'électricité à près de 6 millions de personnes.

Bien sûr, il y avait encore beaucoup de travail à faire. "Il y a encore beaucoup de travail à faire pour stabiliser le système. Il y a des problèmes d'approvisionnement en chaleur, il y a de gros problèmes d'approvisionnement en eau", a déclaré Zelenskyy.

Plusieurs barrages depuis le week-end ont infligé encore plus de dégâts.

Un signe encourageant au milieu de la destruction des infrastructures civiles par la Russie est une récente augmentation des pièces de rechange livrées de l'étranger. DTEK, un conglomérat énergétique qui distribue la majeure partie de l'électricité de l'est de l'Ukraine, a reçu sa première injection d'équipements la semaine dernière, dont 36 transformateurs du fournisseur d'équipements basé à Zurich Hitachi Energy.

D'autres distributeurs bénéficient de 250 transformateurs donnés par le distributeur lituanien d'électricité et de gaz ESO qui sont arrivés plus tôt ce mois-ci.

Ukrenergo, quant à lui, peut acheter des équipements pour son réseau de transmission grâce à plus de 400 millions d'euros de prêts et de subventions des gouvernements européens la semaine dernière.

D'autres bonnes nouvelles viennent des évaluations ukrainiennes d'un autre approvisionnement en baisse : le stock de missiles de la Russie. Le Conseil de sécurité nationale et de défense estime que la Russie a suffisamment d'armes pour "au plus deux ou trois, peut-être quatre de plus" de ses frappes de masse.