Distribution et réseau électrique

Introduction

L'électricité produite doit être transportée sur de longues distances puis distribuée jusqu'au consommateur, en gérant les pertes, la stabilité et la sécurité du réseau. En France, RTE exploite le transport ; Enedis couvre 95 % de la distribution.

Architecture du réseau

• THT (Très Haute Tension) : 400 kV et 225 kV, transport longue distance (RTE).
• HTB (63 et 90 kV) : postes sources régionaux.
• HTA (20 kV) : distribution urbaine et rurale (Enedis).
• BT (400/230 V triphasé) : livraison client.

Pourquoi la haute tension ?

Puissance transportée : $P = U \cdot I \cdot \cos\varphi$. Pertes Joule : $P_J = R \cdot I^2$. Pour transmettre la même puissance en montant U, on divise I → on divise les pertes par $(U'/U)^2$. Doubler U : pertes divisées par 4.

Composants clés

• Transformateurs élévateurs et abaisseurs (rendement > 99 %).
• Lignes aériennes conducteurs alliage aluminium-acier ACSR.
• Câbles souterrains cuivre/aluminium isolés PRC.
• Postes de transformation HTA/BT (400 kVA typique quartier).
• Disjoncteurs SF6, sectionneurs, parafoudres.

Sûreté et stabilité

Fréquence nominale 50 Hz ± 0{,}2 Hz en Europe (ENTSO-E). Fluctuations = déséquilibre production/consommation ⇒ réserves primaires (30 s), secondaires (5-15 min), tertiaires (délestage).

En 2021, un incident en Croatie a scindé le réseau européen ; la stabilité repose sur le couplage synchrone continental.

Réseaux intelligents (Smart grids)

• Compteurs communicants Linky (35 M installés).
• Effacement diffus (Voltalis, RTE) et pilotage de la charge (EDF Tempo).
• Intégration ENR variables : prévision météo + stockage batteries + flexibilité demande.

Distribution en bâtiment (NF C 15-100)

• Comptage → Disjoncteur d'abonné (30/60 A) → tableau de répartition → circuits terminaux.
• Sectionnement, protection contre surintensités (disjoncteur/fusible), protection différentielle 30 mA (RCD Type A ou F pour circuits IH).
• Regroupement en catégories : éclairage, PC 16 A, cuisson, chauffe-eau.
• Prises de terre : $R \leq 100\ \Omega$ (500 mA), $\leq 500\ \Omega$ (30 mA).

Puissance apparente et facteur de puissance

$$S = U \cdot I, \quad P = S \cos\varphi, \quad Q = S \sin\varphi$$

Un mauvais $\cos\varphi$ (moteurs, éclairage fluorescent) surcharge le réseau. Compensation par batteries de condensateurs (industriels : $\cos\varphi > 0{,}93$ imposé pour éviter pénalités).

Perspectives 2035

• Nouveaux corridors HVDC 500 kV pour l'éolien offshore.
• Développement V2G (Vehicle-to-Grid).
• Doublement des capacités d'interconnexion européennes.