EE Industrie 2

Approche pratique et applications
Préparé par : Dr. DOGHMI

Plan – Ch 2
 Rappel :
- Bilan des puissances
- Facteur de puissance
- Paramètre de facturation d’énergie électrique
(Définitions et tarifs)
 Démarche d’optimisation de la puissance souscrite
 Compensation d’énergie réactive et l’amélioration du

facteur de puissance.
Rappel
Puissance : Active, réactive et apparente
Toute machine électrique à courant alternatif (moteur, transformateur,…) consomme deux
types d'énergies:
 La puissance active correspondant à la “puissance concrétisable” mesurée en kW et qui est

entièrement transformée en énergie mécanique et en pertes thermiques.
 La puissance réactive correspondant à la “puissance fictive Q” mesurée en kVAr et qui est

utilisée pour la magnétisation des circuits magnétiques. Cette dernière énergie est
"improductive
 La puissance apparente est une caractéristique de conception des machines électriques,

c’est la puissance totale fournie à la charge. Symbolisée par la lettre « S »
Rappel
Puissance : Active, réactive et apparente
Bilan des puissances actives

La puissance active totale est égale à la somme des puissance actives des récepteurs
élémentaires : P = P1 + P2 + …+Pn
Avec :P : puissance active totale. P1, P2 et Pn : puissances actives des récepteurs
élémentaires (en W).
Bilan des puissances réactives

La puissance réactive totale est égale à la somme des puissances réactives des n
récepteurs élémentaires. : Q = Q1 + Q2 + …..+Qn
Avec: Q : puissance réactive du récepteur triphasé (en VARS) Q1, Q2 et Qn : puissances
réactives des récepteurs élémentaires (en VARS)
Bilan des puissances apparentes

La puissance ne s'obtient jamais par addition des puissances apparentes, mais par
l'utilisation de la formule :
avec S : puissance apparente du récepteur en (VA).

Rappel
Facteur de puissance (Cosphi)
o Le cosinus phi représente la valeur du déphasage angulaire entre la tension et
l'intensité du courant dans un circuit alternatif.
o Il s’agit d’un rapport, un pourcentage de la part utile et exploitable de la charge totale

qu’est la puissance Active par rapport à la puissance apparente S
Cosphi = P (Puissance active) / S (Puissance apparente
Constatations
o Plus le facteur de puissance est faible, plus l’installation consomme de l’énergie

réactive et il faut appeler sur le réseau une puissance importante pour aboutir au
même travail utile.
o D’où l’intérêt à avoir des valeurs de cosphi élevée proche au maximum à la valeur 1
o Pour les abonnés MT, une valeur de facteur de puissance inférieure à 0,8 engendre des
coûts supplémentaires sur la facture d’électricité.
Exemple
Dans une installation un réseau possédant un bon facteur de puissance :

P = 1000 watts
U = 200 volts
Calculez les pertes par effet joule pour les cas suivants :
Cos phi1 = 0,75
Cos phi2 = 0,9

Facturation d’énergie électrique
La grille tarifaire de l’énergie électrique :
Heures de pointes : C’est la période où la consommation d'électricité est la plus forte.
Heures creuses: Se sont les heures pendant lesquelles la population utilise peu
l’électricité (par exemple, la nuit)
Heures pleines: Heures Pleines correspondent à la période de la journée pendant

laquelle l’électricité est plus largement consommée.
La grille tarifaire de l’énergie électrique :
Les éléments essentiels de la facture (sur le recto) des abonnés MT Général (ONEE) sont :
Le montant TTC à payer pour la période de consommation.
L’historique de consommation des mois précédents.
Puissance installée : c’est la puissance nominale (en kVA) du transformateur MT/BT

du client.
Type de comptage : les compteurs d’électricité MT permettent de mesurer les

consommations mensuelles des abonnés. Il existe deux types de comptage :
• Comptage amont : Le compteur est installé avant le transformateur, les pertes à
vide du transformateur sont calculées et non pas estimées ;
• Comptage aval : Le compteur est installé après transformateur, dans ce cas les
pertes à vide sont estimées ;
Puissance souscrite : c’est la puissance contractuelle fixée dans le contrat de

raccordement au réseau MT (en kVA) et que le client final peut exploiter du réseau de
distribution. Dans le cas où la puissance souscrite est franchie, une redevance de
dépassement sera facturée.
Puissance appelée : c’est la puissance apparente maximale (en kVA) appelée au
cours d’un mois.
Consommation par postes horaires : la tarification actuelle

présente trois postes horaires
Facteur de puissance .
L’ensemble des redevances : Le montant mensuel facturé est la somme des

redevances calculées en fonction des éléments cités précédemment.
Calcul des redevances et pénalités :
La redevance de puissance est facturée en fonction de la puissance souscrite et la

prime fixe. Elle est calculée pour l’année et est facturée mensuellement comme suit :
Pf : Prime fixe annuelle

PS : Puissance souscrite
Redevance de consommation : Est égale à la somme des consommations dans

chaque poste horaire après application du tarif relatif à l’option concernée
pHP : Prix du kWh du poste heures de pointe

pHPL : Prix du kWh du poste heures pleines
pHC : Prix du kWh du poste heures creuses
Cons : ENERGIE active consommée durant un poste horaire
Redevance de dépassement de la puissance souscrite (RDPS) : Si au cours d’un mois

donné de l’année, la puissance appelée dépasse la valeur de la puissance souscrite, la
différence entre les deux puissances sera passible d’une redevance dite de
dépassement de puissance souscrite (RDPS) calculée comme suite :
Pf : Prime fixe annuelle

PS : Puissance souscrite
PA : Puissance maximale enregistrée pendant le mois
Pénalité due à l’insuffisance du facteur de puissance Maj.(cos(phi)) : Si au cours d’un

mois donné, la quantité d’énergie réactive consommée donne lieu à une valeur
inférieure à 0,8 du facteur de puissance moyen mensuel, le montant total des
redevances dues par le client au titre de sa consommation mensuelle sera majoré de
2% pour chaque centième d’insuffisance du facteur de puissance constatée.
Le seuil 0,8 du facteur de puissance est relatif au type de contrat, il peut prendre la valeur
de 0,9 aussi.
Exemple : Traitement des factures d’électricité
Sur la base des consommations électriques, d’une entreprise de fabrication matelas et
de la mousse PUR enregistrées au cours de l’année de référence (Du Novembre 2016
jusqu’à Novembre 2017) :
• 22% de la consommation totale au cours

de l’année d’étude est située dans les
heures de pointe.
• 29% dans les heures creuses.
• 49% dans les heures normales.
nous voyons un changement au niveau

de la puissance souscrite choisie par
l’industrie (une augmentation de 120
kVA à 200 kVA) et nous avons un
dépassement de la puissance souscrite
jusqu’à le mois d’Aout.
La figure montre que le facteur de puissance est tjrs en dessous de seuil de 0,8
imposé par le distributeur (RADEM)
la puissance souscrite à prescrire est celle qui donne le maximum de gain :

175 KVA Comme puissance souscrite
Compensation de l’énergie réactive et
amélioration de facteur de puissance
Compensation de l’énergie réactive et amélioration de facteur de
puissance
puissance
puissance
Type de batteries de compensation :
Il existe différent type de batteries de compensation:
Compensation fixe, l'ensemble de la batterie et mis en service (Tout Ou Rien : TOR).
Compensation automatique aussi appelé à gradins, la batterie étant divisée en plusieurs

gradins qui sont mis en service de façon automatique en fonction de la puissance réactive à
compenser.
Le fournisseur d'énergie électrique a fixé un seuil au delà duquel il facture la

puissance réactive trop consommée. Ce seuil est calculé à partir de la tan φ :
• Si tan φ ≤ 0,4 : Non facturation de l'énergie réactive consommée.
• Si tan φ > 0,4 : Facturation de l'énergie réactive supplémentaire.
puissance
Capacité d’une batterie de compensations :
Le condensateur va produire la puissance réactive Qc permettant de diminuer la puissance

réactive initiale Q1 en une puissance réactive Q2 :
• Qc est la Puissance réactive de compensation.

• Q1 Puissance réactive avant compensation.
• Q2 Puissance réactive après compensation
• P Puissance active de l'installation.
Détermination de la valeur du condensateur à installer =>

puissance
Il existe des abaques facilitant le calcul de la somme de kVAr de compensation

nécessaire :
puissance
Exemple
Calcul de capacité de compensation :
Dans le cadre du même projet, les départements où le facteur de puissance

est faible sont principalement :
𝐐𝐜/𝑺𝒏≤ 15% ∶ Compensation fixe (Standard)

𝐐𝐜/𝑺𝒏> 15% ∶ Compensation automatique.
puissance
Exemple
𝐐𝐜/𝑺𝒏≤ 15% ∶ Compensation fixe (Standard)

Conclusion

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Approche pratique et applications

Préparé par : Dr. DOGHMI

 Démarche d’optimisation de la puissance souscrite

 Compensation d’énergie réactive et l’amélioration du

 La puissance active correspondant à la “puissance concrétisable” mesurée en kW et qui est

 La puissance réactive correspondant à la “puissance fictive Q” mesurée en kVAr et qui est

 La puissance apparente est une caractéristique de conception des machines électriques,

Bilan des puissances actives

Bilan des puissances réactives

Bilan des puissances apparentes

avec S : puissance apparente du récepteur en (VA).

o Il s’agit d’un rapport, un pourcentage de la part utile et exploitable de la charge totale

Cosphi = P (Puissance active) / S (Puissance apparente

o Plus le facteur de puissance est faible, plus l’installation consomme de l’énergie

Dans une installation un réseau possédant un bon facteur de puissance :

Cos phi1 = 0,75

Cos phi2 = 0,9

Heures de pointes : C’est la période où la consommation d'électricité est la plus forte.

Heures pleines: Heures Pleines correspondent à la période de la journée pendant

Le montant TTC à payer pour la période de consommation.

L’historique de consommation des mois précédents.

Puissance installée : c’est la puissance nominale (en kVA) du transformateur MT/BT

Type de comptage : les compteurs d’électricité MT permettent de mesurer les

Puissance souscrite : c’est la puissance contractuelle fixée dans le contrat de

Consommation par postes horaires : la tarification actuelle

L’ensemble des redevances : Le montant mensuel facturé est la somme des

La redevance de puissance est facturée en fonction de la puissance souscrite et la

Pf : Prime fixe annuelle

Redevance de consommation : Est égale à la somme des consommations dans

pHP : Prix du kWh du poste heures de pointe

Redevance de dépassement de la puissance souscrite (RDPS) : Si au cours d’un mois

Pf : Prime fixe annuelle

Pénalité due à l’insuffisance du facteur de puissance Maj.(cos(phi)) : Si au cours d’un

• 22% de la consommation totale au cours

nous voyons un changement au niveau

la puissance souscrite à prescrire est celle qui donne le maximum de gain :

Type de batteries de compensation :

Il existe différent type de batteries de compensation:

Compensation fixe, l'ensemble de la batterie et mis en service (Tout Ou Rien : TOR).

Compensation automatique aussi appelé à gradins, la batterie étant divisée en plusieurs

Le fournisseur d'énergie électrique a fixé un seuil au delà duquel il facture la

Capacité d’une batterie de compensations :

Le condensateur va produire la puissance réactive Qc permettant de diminuer la puissance

• Qc est la Puissance réactive de compensation.

Détermination de la valeur du condensateur à installer =>

Il existe des abaques facilitant le calcul de la somme de kVAr de compensation

Calcul de capacité de compensation :

Dans le cadre du même projet, les départements où le facteur de puissance

𝐐𝐜/𝑺𝒏≤ 15% ∶ Compensation fixe (Standard)

𝐐𝐜/𝑺𝒏≤ 15% ∶ Compensation fixe (Standard)

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