SWER: Single Wire with Earth Return

Pour réduire les pertes au maximum, on utilise une tension très élevée de 19kV ou même plus. On utilise souvent du fil d'acier (plus solide et meilleur marché) au lieu du fil de cuivre. Le réseau peut s'étendre sur une centaine de kilomètres.

Contrairement aux idées reçues ce système n'est pas utilisé dans la brousse, mais en Nouvelle Zélande et en Australie. C'est un ingénieur de Nouvelle Zélande, Mandeno qui a établi les bases du système.

Le système se compose d'un transformateur qui va transformer la moyenne tension symmétrique (2 conducteurs) en tension asymmétrique (1 conducteur et le retour par la terre). Pour des raisons pratiques, la puissance du transfo est souvent limitée à 250kVA, assez pour alimenter 500 ménages. Dans des conditions optimales on peut augmenter la puissance à 400kVA (présence d'une rivière à proximité).

Pourquoi limiter la puissance du transfo à 250kVA? Pour éviter les différences de potentiel autour de la prise de terre qui doit être multiple et très profonde (on tente de limiter à résistance à moins de 1Ω). 250kVA sous 19kV cela fait un courant d'un peu plus de 13A. Si la résistance de la prise de terre est de 1Ω on a une tension d'un peu plus de 13V, et une telle tension est considérée comme totalement sûre.

La limite de puissance est également en rapport avec l'échauffement local du sol: s'il chauffe trop, l'eau du sol s'évapore et la résistance augmente, augmentant encore l'échauffement, ainsi de suite. Dans notre exemple la dissipation est limitée à environ 200W, ce qui ne cause pas d'échauffement notable du sol.

Du coté de l'utilisateur, on a un transfo rabaisseur qui réduit la tension, mais permet également un découplage des deux réseaux. Ici la prise de terre est généralement un pieu qui est enfoncé à plus de 6m. de profondeur, la résistance devant être inférieure à 10Ω. Si le sol est rocailleux ou sec, on utilise plusieurs pieux placés à quelques mètres l'un de l'autre.

Le transfo rabaisseur a généralement une puissance de 5, 10 ou 25kVA selon le nombre d'utilisateurs de la petite communauté. Ici aussi la chute de tension entre le sol et le fil de terre est limitée à une valeur sûre. Les utilisateurs disposent de 230V avec une puissance maximale de 4.6kVA (3.5kW utiles). Contrairement aux Etats Unis, on ne distribue que du 230V et non du split phase. Les gros utilisateurs sont interdits (ventilateurs industriels dans les étables, conditionnement d'air et chauffage électrique).

De coté de l'utilisateur (un groupe d'habitations) il y a trois mises à la terre: la mise à la terre du primaire du transformateur (coté haute tension), la mise à la terre du secondaire (basse tension) et la terre chez les utilisateurs individuels. La mise à la terre au secondaire du transfo sert à éviter un circuit flottant et détermine le neutre par rapport à la phase. Il n'y a pas de courant qui circule dans la mise à la terre au secondaire et la mise à la terre des habitations.

Le retour du courant s'effectue à une profondeur de plus d'un kilomètre. Plus le réseau est étendu en superficie, et plus il devient interessant par rapport au réseau classique car les pertes n'augmentent pas linéairement avec la distance, mais logaritmiquement.

Supposons un réseau d'1km, avec une résistance du fil de 5Ω et une résistance de la terre de 15Ω. A 2km les résistances sont de 10Ω et 21Ω. A 10km cela devient interessant: le fil a une résistance de 50Ω et la terre une résistance de 34Ω! Il y a plus de pertes dans le fil que dans le sol. Il s'agit évidemment d'une situation où il y a une couche conductrice en profondeur.

Le système n'est interessant que pour les distances supérieures à 5km (à cause des transformateurs et des électrodes de mise à la terre qu'il faut comptabiliser). Le gain en ce qui concerne les frais d'installation (transfos, cables, électrodes) est le meilleur pour une densité de consommation située entre 0.5kVA et 2kVA par kilomètre.