Électricité

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Électricité

L'électricité est une propriété de la structure atomique de la matière. Elle se manifeste par l'attraction entre deux corps de charge opposée et la répulsion entre deux corps de même charge. Les particules subatomiques peuvent avoir une charge positive (proton), une charge neutre (neutron) ou une charge négative (électron). Les électrons sont mobiles et peuvent être mis en mouvement pour créer un courant électrique si l'on fournit un chemin (conducteur) de faible résistance. Ce courant peut offrir une ENERGIE propre, contrôlable et à usages multiples, qui a grandement et profondément changé la qualité de vie des Canadiennes et des Canadiens, par exemple en réduisant les travaux pénibles dans les foyers, les fermes et les usines. Des formes incontrôlées d'électricité (la FOUDRE, par exemple) surviennent dans la nature. L'abondance et le prix modique de l'énergie électrique (et en particulier de l'HYDROÉLECTRICITÉ), grâce aux énormes réseaux de distribution d'énergie intégrés, ont engendré d'importants développements industriels dans tout le Canada. De nombreuses industries canadiennes telles que celles de l'aluminium, des pâtes et papiers, du fer et de l'acier, et des produits chimiques consomment de grandes quantités d'électricité.

L'énergie gravitationnelle, l'ÉNERGIE SOLAIRE et ses dérivés (le CHARBON, le PÉTROLE, la BIOMASSE, et le VENT, par exemple), l'énergie marémotrice, l'énergie nucléaire, etc., sont des sources d'énergie primaire. Par contraste, on considère généralement l'électricité comme une source d'énergie secondaire, puisqu'elle doit être générée par la conversion de l'énergie gravitationnelle (chute d'eau), de l'énergie chimique (combustibles fossiles) ou de l'énergie nucléaire. Le rendement énergétique de conversion d'une énergie primaire (p. ex. combustion du charbon ou chute d'eau) en énergie électrique est d'environ un tiers; les deux tiers de l'énergie primaire sont perdus sous la forme de chaleur dégradée.

Histoire

Les inventions non protégées qui ont conduit à la PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ sont la roue hydraulique (utilisée du temps des Romains pour moudre le blé), la machine à vapeur et la dynamo ou génératrice. La maîtrise de l'énergie hydraulique au XIX^e siècle, notamment pour actionner les machines textiles, les moulins à grain, les machines à travailler le bois et celles à travailler le métal, a largement contribué à faire du Canada un pays industrialisé (voirTECHNOLOGIE). Le développement durant les années 1870 de génératrices électriques fiables de capacité convenable a conduit, de façon logique, à la génération d'électricité à partir de l'énergie hydraulique et de machines à vapeur alimentées avec du bois ou du charbon. Au début, cette électricité sert à l'éclairage et, plus tard, à toutes les applications qui caractérisent une société moderne. En 1881, une génératrice électrique à vapeur de 1,86 kW est installée au centre-ville de Toronto et la première patinoire est éclairée par des lampes à arc. Les lumières à arc électrique sont installées à l'EXPOSITION NATIONALE CANADIENNE en 1882 et l'éclairage des voies publiques est installé en 1883 à Montréal et à Toronto.

Les bâtiments du parlement d'Ottawa et de l'U. d'Ottawa sont éclairés électriquement pour la première fois en 1884, à l'aide de génératrices entraînées par des machines à vapeur. Toutes les rues d'Ottawa sont éclairées électriquement pour la première fois en 1885; elle est la première ville au monde éclairée de la sorte. Plusieurs autres villes canadiennes, dont Montréal, Québec et Sherbrooke, sont alimentées en énergie électrique à divers degrés avant 1900, mais le transport d'énergie électrique des CHUTES NIAGARA vers des localités avoisinantes en 1906 annonce l'aube de l'ère de l'énergie électrique au Canada.

Puis, en 1910, l'Hydro-Electric Power Commission of Ontario, un des premiers SERVICES PUBLICS D'ÉLECTRICITÉ intégrés au monde, termine l'installation des premières lignes de transport massif d'énergie électrique, sous 110 000 V, destinées à alimenter plusieurs municipalités du Sud-Ouest de l'Ontario. Cette importante réalisation place le Canada au premier rang des pays pionniers de l'énergie électrique. En 1920, plus de 97 p. 100 de la production totale d'électricité du Canada est d'origine hydroélectrique.

La première centrale thermique canadienne au charbon, d'une puissance nominale de un million de kilowatts, est mise en service en 1951 à Toronto. La première CENTRALE NUCLÉAIRE canadienne, à Rolphton, en Ontario, commence à alimenter le réseau en 1962, à l'aide du réacteur canadien à deutérium-uranium (CANDU) qui est ensuite utilisé dans les centrales de Pickering et de Bruce, en Ontario, réputées comme les centrales nucléaires commerciales les plus fiables du monde.

Capacité et consommation

En 1994, la production totale d'électricité du Canada est de 533 508 GWh (gigawatt-heures). Soixante et un pour cent de cette énergie est d'origine hydroélectrique; 19 p. 100 provient de l'énergie nucléaire; 15 p. 100, du charbon; 3 p. 100, du gaz naturel; 1 p. 100, du pétrole; 1 p. 100, d'autres sources.

Pour respecter toutes les exigences, un réseau de distribution d'énergie doit avoir une capacité de génération qui puisse satisfaire à la demande de pointe pour l'ensemble du réseau. En 1994, la capacité totale du Canada est de 113 877 MW. Cinquante-six pour cent de cette capacité provient de l'énergie hydraulique; 18 p. 100, du charbon; 14 p. 100, de l'énergie nucléaire; 7 p. 100, du pétrole; 4 p. 100, du gaz naturel; 1 p. 100, d'autres sources.

L'énergie électrique représente une part importante du marché canadien de consommation des énergie primaires et secondaires. La part de l'électricité dans la consommation d'énergie primaire totale a constamment augmenté, de 14 p. 100 en 1960 à 34 p. 100 en 1994. En volume, la consommation d'énergie primaire fournie sous forme d'électricité est passée de 463 petajoules en 1960 à 3350 petajoules en 1994, soit une croissance annuelle moyenne de 5,9 p. 100. C'est plus du double de la croissance annuelle moyenne de la consommation d'énergie primaire non électrique de 2,5 p. 100 durant la même période.

L'électricité représente une part beaucoup plus faible du marché de la consommation d'énergie secondaire que de celui de la consommation d'énergie primaire en raison des pertes de conversion. La part de l'électricité dans la consommation canadienne d'énergie secondaire est de 11 p. 100 en 1960 et de 25 p. 100 en 1994. Le taux de croissance de consommation d'électricité est de 4,5 p. 100 de 1960 à 1994.

On peut diviser la consommation totale d'électricité du Canada durant les 34 dernières années en deux périodes distinctes: la première période, de forte croissance, va de 1960 à 1974; la deuxième, de faible croissance, va de 1975 à 1994. Ce changement brusque coïncide avec la première crise pétrolière de 1973-1974. Cette diminution spectaculaire de la consommation d'électricité est surtout due à une croissance économique moindre, au prix élevé de l'énergie et aux efforts de CONSERVATION d'énergie.

En 1994, la consommation d'électricité au Canada grimpe de 1,3 p. 100 et passe à 490 776 GWh en raison d'une croissance économique lente. La gestion de la demande et un temps relativement doux sont les deux autres principaux facteurs qui ont contribué à faire diminuer la consommation intérieure d'électricité. En 1994, le secteur industriel consomme environ 42 p. 100 de la consommation totale d'électricité; le secteur résidentiel, 28 p. 100; le secteur commercial, 23 p. 100; le transport, et les pertes en ligne comptent pour 7 p. 100.

Exportation

La production canadienne d'électricité couvre les besoins du marché intérieur; le surplus est exporté aux États-Unis. En 1994, les exportations vers les États-Unis augmentent de 53 p. 100 par rapport à 1993, atteignant environ 44 822 GWh, tandis que les importations, de seulement 938 GWh, baissent de 65 p. 100. En 1994, les exportations représentent 9,2 p. 100 de la production totale d'électricité du pays, en hausse de 5,8 p. 100 par rapport à 1993. Le revenu des exportations augmente aussi fortement, il passe de 858 millions de dollars en 1993 à 1332 millions en 1994, soit une hausse de 55 p. 100, tandis que le coût des importations passent de 85 millions à 45 millions de dollars.

Les exportations d'électricité sont une partie importante du commerce extérieur du Canada. En 1994, le revenu total des exportations d'électricité ne représente que 0,6 p. 100 du revenu total des marchandises exportées et 5,9 p. 100 du revenu de toutes les exportations d'énergie; en 1994 toujours, le revenu net des exportations d'électricité représente 5 p. 100 de la balance commerciale du Canada et 8,2 p. 100 de toute la balance commerciale de l'énergie du pays.

Impact économique

L'importance de l'industrie de l'énergie électrique dans l'économie canadienne est grande. En 1994, cette industrie emploie directement presque 91 000 personnes, soit environ 1 p. 100 de la main-d'oeuvre totale du pays. En 1994 toujours, son revenu total est de 27 milliards de dollars. Environ 1,3 milliard de dollars, soit environ 4,8 p. 100 de ce revenu total, proviennent du gain des exportations. L'industrie de l'énergie électrique a constamment augmenté sa contribution au produit intérieur brut (PIB) du pays. Elle passe de 2,3 p. 100 en 1960 à 2,5 p. 100 en 1970, à 3 p. 100 en 1980 et à 3,6 p. 100 en 1994.

En 1994, la part des investissements de l'industrie de l'énergie électrique au Canada dans le secteur de l'énergie est considérable : elle s'élève à 7,2 milliards de dollars, soit 33 p. 100 de tous les investissements dans le secteur de l'énergie et 6 p. 100 de tous les investissements dans l'économie. En 1994 toujours, les biens de l'industrie s'élèvent à environ 143 milliards de dollars, soit environ 8,3 p. 100 des actions de l'économie.

En 1994, l'industrie de l'énergie électrique du Canada investit en tout 7,2 milliards de dollars, soit 33 p. 100 de tous les investissements dans le secteur de l'énergie. Environ 41 p. 100 de cet investissement de 7,2 milliards ont été investis dans la génération; 24 p. 100, dans le transport; 20 p. 100, dans la distribution; 15 p. 100, dans d'autres activités. Comme pour les sources de financement, l'industrie de l'énergie électrique du Canada a graduellement emprunté sur le marché financier intérieur. Au 31 décembre 1994, la dette à long terme impayée totale des principales usines électriques canadiennes est d'environ 90 milliards de dollars. Environ 63 p. 100 de ce total (soit 57 milliards de dollars) ont été empruntés sur le marché intérieur et 37 p. 100 (soit 33 milliards de dollars) sur les marchés internationaux. Environ 85 p. 100 du montant emprunté sur les marchés internationaux (soit 28 milliards de dollars) l'ont été aux États-Unis.

Règlements gouvernementaux

Selon la CONSTITUTION canadienne, l'électricité est essentiellement de juridiction provinciale. L'industrie électrique du pays est donc organisée selon des dispositions provinciales. L'industrie de la plupart des provinces est fortement intégrée : quelques usines dominantes génèrent, transportent et distribuent. Même si quelques-unes de ces usines appartiennent à des investisseurs privés, à des municipalités ou à des consortiums industriels, la plupart d'entre elles sont des SOCIÉTÉS DE LA COURONNE appartenant aux provinces. Dans le domaine de l'électricité, le gouvernement fédéral se limite à l'ÉNERGIE NUCLÉAIRE et au commerce international et interprovincial (voirCOMMISSION DE CONTRÔLE DE L'ÉNERGIE ATOMIQUE et OFFICE NATIONAL DE L'ÉNERGIE).

Recherche et Développement

L'industrie de l'énergie électrique du Canada a, la première, apporté plusieurs innovations importantes en énergie nucléaire, dans la conception de centrales électriques et dans la production de génératrices, de transformateurs, de lignes de transport et de systèmes de conservation d'énergie. HYDRO-QUÉBEC, HYDRO-ONTARIO et les laboratoires nationaux de l'Énergie atomique du Canada ltée ainsi que le CONSEIL NATIONAL DE RECHERCHES ont mené des programmes de recherche importants.

Parmi les domaines de recherche dignes d'être signalés, on trouve la sécurité, la fiabilité et le rendement des centrales nucléaires; la gestion et le stockage du combustible nucléaire épuisé; l'impact de la combustion du charbon sur l'environnement (p. ex. les PLUIES ACIDES) et les façons de le minimiser (p. ex. en utilisant des épurateurs de SO2); la conception des lignes de transport de courant à très haute tension; le développement de sources renouvelables d'énergie pour la génération d'énergie électrique et de petites centrales hydroélectriques. Le budget national pour le secteur recherche-développement des projets consacrés à l'énergie électrique dépasse chaque année un total de 100 millions de dollars.

Prévisions

La croissance économique et démographique du Canada durant les 16 prochaines années sera nettement inférieure à celle des 34 dernières années. On estime que le PIB réel n'augmentera en moyenne que de 2,5 p. 100 durant la période 1994-2010, ce qui est beaucoup moins que la moyenne historique de 3,9 p. 100 obtenue durant la période 1960-1994. On prédit que la population croîtra en moyenne de 1,1 p. 100 de 1994 à 2010, moins, donc, que la croissance de 1,5 p. 100 relevée durant la même période 1960-1994. De plus, on estime que la structure économique du pays ne passera pas grandement, durant la même période, des industries prédominantes de production de services aux industries de production de biens. Toutes ces prédictions et estimations laissent croire que la demande globale de l'électricité au Canada croîtra en moyenne de 1,9 p. 100 de 1994 à 2010.