thumb|Départs de lignes de distribution à .
Un réseau électrique est un ensemble d'infrastructures énergétiques plus ou moins disponibles et interconnectées, permettant d'acheminer l'électricité des centres de production vers les consommateurs.
Il est constitué de lignes électriques exploitées à différents niveaux de tensionLes tensions indiquées sont des tensions efficaces. et connectées entre elles dans des postes électriques. Les postes électriques permettent de répartir l'électricité et de la faire passer d'une tension à l'autre grâce aux transformateurs.
Un réseau électrique doit aussi assurer la gestion dynamique de l'ensemble de production, transport et consommation, mettant en œuvre des réglages ayant pour but d'assurer la stabilité de l'ensemble. Ils jouent un rôle important dans la transition énergétique pour le raccordement des sources de production et de stockage d'électricité « verte ».
Historique
Un réseau électrique étant composé de machines de production et de machines de consommation, ainsi que de structures (lignes, transformateurs) pour les relier, les réseaux électriques ne sont apparus que vers la fin , lorsque chaque élément avait atteint une maturité technologique suffisante.
Premiers réseaux à courant continu left|upright=.6|thumb|Edison a été un pionnier dans la réalisation des premiers réseaux électriques en courant continu. Lors de la première moitié du , les inventeurs mettent au point de nombreux types de machines électriques à courant continu, mais leur utilisation de manière industrielle ne se développe qu’après l’invention de la dynamo (génératrice de courant continu) par Zénobe Gramme en 1869 qui sera présentée à l'Académie des sciences, de Paris, en 1871., qui est rapidement améliorée« Réseaux électriques », Encyclopædia Universalis, ..
À l'Exposition internationale d'Électricité de Paris de 1881, Marcel Deprez présente pour la première fois une installation de distribution d'énergie électrique alimentée par deux dynamos. À l’automne 1882, les premiers réseaux électriques apparaissent simultanément à New York et BellegardeBellegarde est une commune française.. Très locaux, ils utilisent le courant continu.
thumb|upright=1|L'éclairage électrique était souvent créé lors d'expositions internationales, ainsi celle de 1897.
Thomas Edison joue un rôle déterminant dans le développement de l’électricité : en 1878, il fonde l'Edison Electric Light Co, qui devient en 1892 General Electric, puis dépose le brevet de l’ampoule électrique en 1879, puis crée le réseau électrique de New York, essentiellement voué à l’éclairage, qui se développe rapidement : de en 1882, il passe à l’année suivante. Mais ce réseau souffre de nombreuses pannes, car il est constitué de petites centrales électriques () et d’une distribution à . Chaque sous-réseau est peu étendu, car l’acheminement de l’électricité, en courant continu, n’est possible que sur quelques kilomètres.
À cette époque, les premières expérimentations de transport de l’énergie électrique ont lieu, menées, en particulier, par Marcel Deprez, qui utilise toujours le courant continu. Ce sont cependant des échecs relatifs car elles ne permettent pas le transport de puissances industrielles. Deprez réussit en 1882 à transporter sur , mais avec un rendement global de seulement 30 %. Les ingénieurs Lucien Gaulard et John Gibbs travaillent quant à eux sur le courant alternatif. Bien que le transformateur soit connu depuis 1837, ils mettent au point en 1884 un transformateur de forte puissance utilisant du courant triphasé, ce qui permet de changer facilement le niveau de tension. La même année ils démontrent l’intérêt du transformateur en mettant en service une ligne de de long alimenté en courant alternatif sous .
Victoire du courant alternatif triphasé En 1884, à Turin en Italie, Lucien Gaulard met en service une liaison bouclée de démonstration () alimentée par du courant alternatif sous , de Turin à Lanzo aller et retour (80 km) ; l'ingénieur Galileo Ferraris invente en 1885 le moteur polyphasé, qu'il ne présentera qu'en . George Westinghouse, ingénieur et entrepreneur américain qui a créé sa propre compagnie d'électricité, est intéressé par la technologie du courant alternatif. Il finance le premier système complet à courant alternatif, mis au point en 1886 par William Stanley à Great Barrington, Massachusetts. En 1887, C.S. Bradley construit le premier générateur à courant alternatif triphasé ; F. Augus Haselwander fait de même en Europe quelques mois plus tard. En 1888, Mikhaïl Dolivo-Dobrovolski construit chez AEG son premier générateur triphasé. George Westinghouse achète en 1887 les brevets du transformateur de Gaulard et embauche Nikola Tesla qui présente son moteur triphasé en et en dépose le brevet. En 1891 la première installation triphasée, conçue par Mikhaïl Dolivo-Dobrovolski, est mise en place entre Francfort et une centrale hydraulique située à Lauffen (Allemagne), avec une ligne de ..
Aux États-Unis les réseaux en courant continu poursuivent leur développement, mais sont limités en taille : chaque centrale ne peut alimenter en électricité qu’une zone d’environ de diamètreVoir l'article Guerre des courants, ce qui pose un problème en dehors des villes. En parallèle se constituent de petits réseaux urbains en courant alternatif. Une opposition sévère fait rage à cette époque aux États-Unis entre Edison (défenseur du courant continu) et George Westinghouse avec Tesla (défenseur du courant alternatif). Edison insiste notamment sur le danger du courant alternatif en haute tension pour les êtres vivants, allant jusqu'à organiser des démonstrations publiques où il électrocute différents animaux pour prouver son propos, et va jusqu’à financer la macabre invention de la chaise électrique. .
La bataille décisive entre courant continu et alternatif se déroule autour d’un projet d’alimentation électrique de l’industrie de Buffalo par une centrale hydraulique de située à Niagara Falls, à de distance. Alors que Edison propose un projet en courant continu, Tesla et Westinghouse proposent un système en courant alternatif. Le contrat est donné à Westinghouse. En 1896, la mise en service de la première ligne industrielle en triphasé fut un succès total et conduit pour un siècle au moins à imposer universellement le courant alternatif triphasé comme moyen de transport de l’énergie électrique, Encyclopædia Universalis, version 10., mieux adapté à cette époque au transport sur de longues distances.
Néanmoins, à la fin du , alors que l'interconnexion à échelles pan-continentales se développe, les progrès techniques redonnent un intérêt au courant continu haute tension (CCHT) pour un transport longue distance gaspillant moins d’énergie avec moins de pertes en ligne. C'est par exemple la solution retenue pour le projet Desertec, afin de transporter jusqu'en Europe centrale de l'électricité solaire produite en Afrique tropicale.
Interconnexion progressive des réseaux
thumb|Dynamos alimentant les tramways de l'Est parisien L'interconnexion électrique a été progressive. À la fin du et au début du , les usages de l’électricité se multiplient, aussi bien au niveau domestique qu'industriel (notamment l’électrification des tramways, métros et chemins de fer). Dans chaque grande ville s'implantent des compagnies d'électricité. Ces dernières construisent des centrales électriques et de petits réseaux locaux, chacun utilisant des fréquences et des niveaux de tension différents. Les opérateurs se rendent compte tardivement de l’intérêt d’utiliser une fréquence unique (indispensable à l’interconnexion des réseaux), et l’on voit apparaître finalement deux standards de fréquence : le sur la majorité du continent américain et le quasiment partout dans le reste du monde.
thumb|upright|left|Nombreuses lignes électriques aux abords d'un poste Dans la première moitié du , les réseaux urbains des pays industrialisés grandissent pour notamment électrifier les campagnes. Parallèlement, ils s'interconnectent au niveau régional, permettant des économies d'échelle sur la taille des centrales de production et de mieux valoriser des ressources énergétiques géographiquement localisées, comme la production hydraulique essentiellement produite en montagne, loin des grands centres de consommation. Alors qu'augmentaient les puissances appelées et les distances des lignes d’interconnexion, la tension d’exploitation des lignes a aussi augmenté ( à construite en 1923 aux États-Unis, celle à en 1930 en Allemagne). L’apparition en 1937 du premier turbo-alternateur refroidi à l’hydrogène, d’une puissance de , ouvre la voie des centrales électriques de forte puissance.
L'héritage du passé limite le développement des réseaux électriques car les infrastructures énergétiques sont conçues pour durer plusieurs dizaines d’années. L'électrification des campagnes faite de l’absence de réseau antérieur a permis de mettre en œuvre les standards du moment (en termes de tension et de fréquence). Au niveau urbain en revanche le problème était complexe car plusieurs réseaux non interconnectables coexistaient, conduisant à la multiplication des câbles. Des réseaux en courant continu ont ainsi très longtemps subsisté localement : jusqu'en 1965 à ParisPhilippe CARRIVE, Réseaux de distribution - Structure et planification, volume D4210, collection Techniques de l'ingénieur, en page 3, et 2007 à New York.
Dans les années 1950, les compagnies européennes se coordonnent pour uniformiser les tensions des réseaux de transports à . Cela permet, en 1958, la première interconnexion des réseaux français, allemands et suisse à Laufenbourg (Suisse)..
Dans la deuxième moitié du , les interconnexions intra-nationales accompagnent le développement des interconnexions transnationales, principalement pour créer des capacités de secours mutuel entre opérateurs et pour améliorer la stabilité globale des réseaux électriques, et plus ponctuellement créer des capacités d'échange d'énergie sur le long terme.
L’Europe, avec sa forte densité de population et un niveau élevé de développement économique et industriel, présente un réseau électrique dense et maillé. Son interconnexion physique a nécessité des règles communes de sûreté entre exploitants des divers systèmes (souvent nationaux) pour prévenir les risques d'incident de grande ampleur.