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Publié : 15 septembre 2008

La "circulation" de l’énergie

GESTION DE L’ENERGIE

 1- Mise en situation

La bonne gestion de l’énergie électrique est un problème complexe, elle contribue aux performances de l’industrie. Par une bonne gestion de l’énergie, on doit pouvoir assurer :
• L’utilisation optimum des actionneurs industriels (moteurs, chauffage ...) ;
• Les économies d’énergie maximales (pour réduire les coûts de fabrication) ;
• La sécurité des biens et des personnes amenées à travailler sur les équipements électriques.

 

 2- les sources d’énergie électrique

• Les sources d’énergie électrique sont les centrales électriques. Leur principe de fonctionnement est de mettre en rotation un alternateur ; c’est à dire une génératrice qui fournie une tension alternative de l’ordre de 20 kV à le fréquence de 50 Hz.

• Pour les centrales thermiques (fuel, charbon ou nucléaire), la rotation de l’alternateur est produite par de la vapeur d’eau chauffée qui agit sur une turbine solidaire de l’alternateur.

• Pour les centrales hydrauliques, c’est l’action de l’eau qui fait tourner une turbine solidaire de l’alternateur.


• L’alternateur produit simultanément trois tensions de même valeur efficace et de même fréquence (50 Hz) mais déphasées de 2P /3 (120°) ; on parle de tensions triphasées.

 3- Structure des réseaux de distribution

Le transport et la distribution de l’énergie électrique s’effectuent actuellement avec les tensions suivantes :
• Lignes THT (Très Hautes Tensions) de 400 kV ;
• Lignes THT de 225 kV pour le réseau de distribution national ;
• Lignes HT de 90 kV et 45 kV pour les répartitions régionales et locales ;
• Lignes MT (Moyennes Tensions) de 20 kV pour les industries, les villes et villages ;
• Lignes BT (Basses Tensions) de 230 V ou 400 V.

 

 4- Réseau de distribution triphasé


Une distribution triphasée comporte généralement quatre conducteurs :
• 3 sont appelés conducteurs de phase (L1, L2, L3) ;
• 1 conducteur neutre (N).


La tension entre deux conducteurs de phase (U12, U23, U13) est appelée tension composée.

La tension entre un conducteur de phase et le neutre (V1, V2, V3), est appelée tension simple.

Représentation d’un réseau triphasé

 

 5- Relations entre ces tensions et formules des puissances


5-1 : Relations entre la tension simple et la tension composée

Par une représentation géométrique simple et en considérant qu’à chaque instant (U12 = V1 - V2, U23 = ...) on montre que les trois tensions composées forment également un réseau triphasé tel que :



5-2 : Puissances mises en œuvre

• La puissance délivrée en monophasé ; c’est à dire entre phase et neutre ; est :


où j représente le déphasage de l’intensité par rapport à la tension.


• La puissance en triphasé vaut 3 fois celle du monophasé (car on considère que le système est équilibré), c’est à dire :


• Connaissant la relation entre la tension simple V et la tension composée U la puissance s’écrit également :