Article technique · Conception électrique BT

Pourquoi on doit faire un bilan de puissance électrique

Puissances P, Q et S, triangle des puissances, courant d'emploi et coefficients Ku, Ks, Kr : tout ce qu'il faut savoir pour démarrer une étude électrique basse tension.

Le bilan de puissance électrique est indispensable pour :

  • Définir la puissance de la source (transformateur, groupe électrogène, onduleurs, etc.)
  • Calculer les sections des câbles
  • Choisir les calibres des protections électriques
  • Calculer l'autonomie des ASI
  • Et bien d'autres applications

Le concepteur de l'installation électrique doit procéder à la collecte d'informations à partir des documents transmis par son client ou à partir du cahier des charges, en vue de réaliser le bilan de puissance.

Pourquoi faire un bilan de puissance ?

Avant tout dimensionnement, le bilan de puissance permet de quantifier l'énergie réellement nécessaire à l'installation. Sans lui, impossible de choisir correctement la source, les câbles et les protections : c'est la première étape de toute conception électrique basse tension.

Les puissances en alternatif triphasé AC

Pour n'importe quel système alternatif on définit trois puissances (U étant la tension composée) :

Puissance apparenteS = U·I·√3VA
Puissance activeP = U·I·√3·cos φW
Puissance réactiveQ = U·I·√3·sin φVAR

Les puissances en alternatif monophasé AC

En monophasé, les mêmes puissances s'expriment avec V, la tension simple :

Puissance apparenteS = V·IVA
Puissance activeP = V·I·cos φW
Puissance réactiveQ = V·I·sin φVAR

Les puissances en courant continu DC

Puissance apparenteS = U·IVA
Puissance activeP = U·IW
Puissance réactiveQ = 0VAR

Le triangle des puissances

Si on applique le théorème de Pythagore, on peut déterminer :

Facteur de puissancecos φ = P / Ssans unité
Sinus de φsin φ = Q / Ssans unité
Puissance apparenteS = √(P² + Q²)VA
φ Puissance active P (kW) Puissance réactive Q (kVAR) Puissance apparente S (kVA)
Triangle des puissances : relation entre P (kW), Q (kVAR) et S (kVA).
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P·Q·S

Le courant d'emploi

Le calcul du courant d'emploi nécessite la connaissance du courant nominal absorbé In. Dans un circuit, les appareils ne sont pas utilisés en permanence ou à régime nominal. Pour en tenir compte il faut appliquer divers facteurs.

Le courant d'emploi peut être affecté d'un ou plusieurs coefficients :

  • Coefficient de simultanéité — ks
  • Coefficient d'utilisation — ku
  • Coefficient de réserve — Kr
Ib = In × Ku × Ks × Kr

Collecte d'informations

Le concepteur de l'installation électrique doit procéder à la collecte d'informations à partir des documents transmis par son client ou à partir du cahier des charges, en vue de compléter le tableau du bilan, ainsi de :

  • Déterminer les caractéristiques de chaque circuit
  • Relever les conditions d'exploitation (coefficient d'utilisation, simultanéité, influences externes, etc.)
  • Définir la continuité de service

Facteur d'utilisation maximale (Ku)

Type de chargeKu
Éclairage ou chauffage1
Prises de courant (hors indication particulière)1
Moteurs0.75

Facteur de réserve (Kr)

Le rôle du facteur de réserve, également appelé facteur d'extension, est de prévoir une augmentation de la puissance absorbée.

Le coefficient varie de 1,15 à 1,25 ; on prend généralement Kr = 1,25.

Facteur de simultanéité (Ks)

Cas général

UtilisationKs
Éclairage1
Chauffage et conditionnement d'air1
Prise de courant (n nombre de prises)0.1 + (0.9 / n)
MoteursMoteur le plus puissant1
Moteur suivant0.75
Autres moteurs0.60

Cas des armoires de distribution

Nombre de circuitsKs
2 à 30.9
4 à 50.8
6 à 90.7
10 et plus0.6

Cas d'un immeuble d'habitation

Nombre d'abonnés situés en avalKs
2 à 41
5 à 90.78
10 à 190.63
20 à 240.53
25 à 290.46
30 à 340.44
35 à 390.42
40 à 490.41
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