La ligne à haute tension est l'une des principales formes d'infrastructures énergétiques et le composant principal des grands réseaux de transport d'électricité. Elle permet le transport de l'énergie électrique, des centrales électriques vers les réseaux de distribution qui alimentent les consommateurs selon leurs besoins. Ces lignes sont aériennes, souterraines ou sous-marines, quoique les professionnels réservent plutôt ce terme aux liaisons aériennes.
Les lignes à haute tension aériennes sont composées de câbles conducteurs, généralement en alliage d'aluminium, suspendus à des supports, de types pylônes ou poteaux. Ces supports peuvent être faits de bois, d'acier, de béton, d'aluminium ou parfois en matière plastique renforcée.
Depuis les années 1960, certaines lignes sont régulièrement exploitées à des tensions alternatives (généralement triphasées) supérieures à . Les lignes à courant continu haute tension permettent de transporter l'énergie avec moins de pertes en ligne sur de très grandes distancesMichel Aguet, Michel Ianoz, Jacques Neirynck (dir.), Traité d'électricité, XII, Énergie électrique, § 1.5.1, École polytechnique fédérale de Lausanne, éd. Presses polytechniques et universitaires romandes, 1987, 352 , car elles supportent des tensions trois à quatre fois plus élevées pour une même isolation et fonctionnent éventuellement sous l'eau. Mais l'utilisation de tensions et de courants continus interdit l'usage du transformateur ce qui est un inconvénient considérable. vignette|Ligne très haute tension 400 kV composée de quatre circuits près de la centrale nucléaire du Tricastin (Drôme). vignette|Lignes à haute tension.
Histoire Le , la première transmission d'impulsions électriques sur une longue distance a été faite par le physicien Stephen Gray qui a utilisé des cordes de chanvre humide suspendus par des fils de soie (l'importance des conducteurs métalliques n'était pas appréciée à l'époque). Il voulait prouver la possibilité de transférer de l'électricité par ce moyen. La première déclinaison pratique en sera la télégraphie.
En 1882, la première transmission à haute tension se fait entre Munich et Bad Brook.
En 1891, le premier usage de courant alternatif triphasé sur lignes aériennes se fait à l'occasion du Salon international de l'électricité, à Francfort, entre l'usine de ciment Mehlgraben de Lauffen et Francfort..
vignette|L'usine électrique à Mühlgraben, côté nord, sortie de l'eau (1891).
En 1892, la ligne aérienne triphasée du Salon international de l'électricité sera prolongée jusqu'à Heilbronn. C'est donc la première ville au monde à être alimentée en électricité par des lignes aériennes longue distance.
Le ., Joachim Estrade réalise la première distribution de courant alternatif moyenne tension offrant l’électricité, dans un rayon d'une centaine de kilomètres, aux habitants de l'Aude..
En janvier 1906, la Société grenobloise de force et lumière utilise de la production électrique de l'usine de La Volta lyonnaise, près de Saint-Marcel en Tarentaise, pour alimenter le tramway électrique lyonnais, via une ligne de , distance qui n'a encore jamais été atteinte en Europe, sur deux fils en laiton d'un diamètre de Journal d'Albertville et de Moutiers du 16 janvier 1906..
En 1909, l'Énergie électrique du Sud-Ouest alimente le tramway de Bordeaux, avec l'énergie du barrage de Tuilières, construit entre 1905 et 1907 sur la Dordogne, via une ligne à sur ..
En 1909, la Compagnie électrique de la Loire et du Centre compte parmi ses fournisseurs la Société hydroélectrique de l'Eau d'Olle, dont l'électricité est distribuée jusqu’à Saint-Étienne, Saint-Chamond et Roanne via une ligne à entre Grenoble et Saint-ChamondGuide du chercheur en électricité, sur le site insiglo.com ..
En 1912, la première ligne à haute tension () entre en service.
En 1919, construction d'une ligne entre le barrage d'Éguzon, le premier en béton, et l’usine thermoélectrique de Gennevilliers, près de ParisRevue du ministère de l’Écologie, du Développement durable des Transports et du Logement, sur le site du ministère français de l'Écologie, du Développement durable et de l'Énergie..
En 1920, la Société de Transports d'Energie des Alpes est fondée avec un capital de , présidée par Victor-Auguste Godinet.
En 1921,la première ligne de pour desservir les aciéries de Saint-Chamond, à travers le massif montagneux du Pilat, au départ du barrage de Beaumont-Monteux.
Dans les années 1920, l'Énergie électrique du littoral méditerranéen bâtit une ligne de et pour relier les centrales thermiques de Sainte-Tulle et Lingostières.
En 1922, la loi du 19 juillet 1922 sur les distributions d'énergieLoi du 15 juin 1906 sur les distributions d'énergie - Version consolidée au 01 janvier 2012, sur le site legifrance.gouv.fr autorise les groupements des producteurs et des distributeurs d'une même région et leur reconnaît le monopole dans leur zone tout en fixant, en échange, les tarifs maxima de péage qui peuvent être perçus des usagers.
En 1923, pour la première fois, c'est une tension de qui est appliquée à la ligne.
En 1931, Pechiney renonce à une usine sous le barrage du Sautet pour destiner sa consommation à ParisAnne Dalmasso, « Barrages et développement dans les Alpes françaises de l’entre-deux-guerres ». suscitant la création de l'UNIE.
En 1937, aux États-Unis, le barrage Hoover transmet sur 428 km par des lignes hautes tension de vers Los Angeles.
En 1956, au Québec (Canada) la ligne de la Centrale Bersimis-1 allant à Québec et à Montréal a suscité un vif intérêt dans la presse spécialisée pour les ingénieurs d'Hydro-Québec, puisque les deux lignes biternes atteignent 315 kilovolts (kV).
En 1957, la première ligne de entre en service (entre une station de transformation et Rommerskirchen en Allemagne). Dans la même année, la ligne aérienne traversant le détroit de Messine a été mise en service en Italie (pylônes de Messine).
En 1965, au Québec (Canada), Hydro-Québec met en service la première ligne au monde entre le complexe Manic-Outardes sur la Côte-Nord et la région de Québec. - Site web d'Hydro-Québec - Le transport de l'électricité au Québec..
Dès 1967 en Russie et aux États-Unis, des lignes à haute tension de sont construitesMichel Aguet, Michel Ianoz, Jacques Neirynck (dir.), Traité d'électricité, XXII, Haute tension, École polytechnique fédérale de Lausanne, éd. Presses polytechniques et universitaires romandes, 1990, 425 , , ..
En 1982, des lignes sont construites en Union soviétique, entre Elektrostal (près de Moscou) et la centrale électrique d'Ekibastouz (Kazakhstan) alimentées par un courant alternatif triphasé à .
En 2003, la construction de la plus grande ligne à haute tension a débuté en Chine Voir sur WP en anglais.
En 2009 (le ), la active sa première ligne à , Commission électrotechnique internationale.. La tension maximale de service est égale à .
En 2012, début des travaux de la ligne française Cotentin-Maine de qui reliera la centrale nucléaire de Flamanville à la MayenneNormandie : un été sous haute tension, Le Canard enchaîné du 4 juillet 2012.Ligne THT Cotentin-Maine en chantier : plainte d'une éleveuse pour violence, Le Point, 16 août 2012..
, et vers 2013-2014, la mise en service d'un réseau Power Grid Corporation of India Limited, site web powergridindia.com.
Pourquoi utiliser la haute tension ? vignette|Un pylône d'une ligne à d'Hydro-Québec, reconnaissable à ses entretoises en X, qui maintiennent écartés les quatre conducteurs de chaque phase ce qui, en raison de l'effet de peau, provoque moins de pertes qu'un seul conducteur de même section. Le réseau de transport québécois compte de lignes à 735 et , qui acheminent l'électricité des centrales hydroélectriques nordiques vers les centres de consommation du sud. Tout transfert d'énergie impose d'utiliser un système de liaisons associant une grandeur de flux et une grandeur d'effort. Pour le transfert d'énergie par l’électricité, la grandeur d'effort est la tension électrique et la grandeur de flux est l’intensité du courant. La plus grande partie de l’énergie perdue lors de ce transfert dépend de la grandeur de flux, responsable des pertes liées au déplacement. Le choix d'utiliser des lignes à haute tension s'impose dès qu'il s'agit de transporter de l'énergie électrique sur des distances supérieures à quelques kilomètres. Le but est de réduire les chutes de tension en ligne, les pertes en ligne et, également, d'améliorer la stabilité des réseaux.
Les pertes en ligne sont principalement dues à l'effet Joule, qui dépend de trois paramètres : la résistance, de l'intensité du courant (selon la relation ) mais aussi de la fréquence qui intervient dans l'effet de peau. L'utilisation de la haute tension permet, à puissance transportée () équivalente, de diminuer le courant et donc les pertes. Par ailleurs, pour diminuer la résistance, aux fréquences industrielles, il n'y a que deux facteurs, la résistivité des matériaux utilisés pour fabriquer les câbles de transport, et la section de ces câbles. À matériau de fabrication et section équivalents, les pertes sont donc égales, en principe, pour les lignes aériennes et pour les lignes souterraines..
Les lignes à haute tension font partie du domaine « haute tension B » qui comprend les valeurs supérieures à en courant alternatif. L'expression « très haute tension » est parfois utilisée, mais n'a pas de définition officielle. Les tensions utilisées varient d'un pays à l'autre. Schématiquement, dans un pays, on trouvera des tensions de l'ordre de pour de la distribution urbaine ou régionale, de l'ordre de pour les échanges entre régions, et de l'ordre de pour les principales interconnexions nationales et internationales. Dans certains pays, comme au Canada (province de Québec), on utilise aussi du , et même des tensions plus élevées comme en Chine (), Inde (projet ), Japon (projet ) et dans l'ex-URSS où des essais de transport en « ultra haute tension » ont été effectués en — mais ce type de tension ne se justifie que pour un transport sur une distance de l'ordre du millier de kilomètres, pour lequel un transport en courant continu peut être une solution intéressante.
Le tableau suivant donne l'évolution de la tension des réseaux à courant alternatif depuis 1912, année de la mise en service de la première ligne de tension supérieure à .
+Records de tensionLignePaysTension réseau (kV)Année Lauchhammer - RiesaAllemagne 1101912 Braunweiler - LouisbourgAllemagne 2201927. Boulder Dam - Los AngelesÉtats-Unis 2871932 Harsprånget - HallsbergSuède 3801952 Moscou - VolgogradRussie 5251960 Montréal - ManicouaganCanada 735 1965 Broadford - BakerÉtats-Unis 765 1969 Ekibastouz - KokchetaouKazakhstan 1150Exploitation à tension réduite seulement 1985 Suvereto - ValdicciolaItalie 1050 1981-1995Des études et essais ont été effectués de 1981 à 1986, la station pilote a été achevée en 1994 et mise sous sa pleine tension en avril 1995. La ligne de a été mise sous tension pendant un total cumulé de , mais il n'y a pas eu d'exploitation sous cette tension par la suite. Voir Open aspects and possible alternative technologies following the UHV Italian experience 'E.Colombo et al', 2007, IEC-CIGRÉ International Symposium on International Standards for UHV, Beijing, 2007 Minami - NiigataJapon 1100Exploitation à seulement1993 Jindongnan - JingmenChine 11002009Essais sur un tronçon en 2008, exploitation prévue en 2009.
Classification Tensions de fonctionnement Il est d'usage de classer les lignes électriques en fonction de leur tension de fonctionnement (prise entre deux de leurs trois conducteurs) : Basse tension - moins de , utilisée pour la connexion vers un immeuble d'habitation ou de petits clients commerciaux et de l'utilitaire. Moyenne tension - entre () et , utilisée pour la distribution dans les zones urbaines et rurales. Haute tension - entre et utilisée pour le transport de grandes quantités d'énergie électrique.