à‰tude de l'amélioration de la desserte en énergie électrique basse tension d'une cellule communale par réaménagement de l'installation existante. Cas de la cellule Craa.

DEDICACES

Je dédie ce modeste mémoire de Bachelier à:
Mon père Mwenze Médard et maman Michou
Ma mère Kajiri
Mes soeurs : Louise, Sarah, Vicky, Solange, Belijah & Olijah
Mes frères : Sardou, Gina, Jérémie, Patrick, Guellord & Benajah
A mon grand frère Ilunga Djo et à ma belle Soeur Kabobo Grace
A leurs enfants : Gad & Granel
A toute la famille KASONGO NGOY
A tous mes amis : Kabange Omba, Erick Tsongo, Jeannot Kitenge, Cédric Ntemunyi, Ghislain,
Odimba Otcha & Rabbi Tshimanga
Sans oublier mes très chères amis et collèges à l'ESI : Yannick Kapend, Patrick Kajanu, Luc
Kahozi, Trésor Kayumba, Erick Tshibangu, Pius Kalaba, Reagan Nonda & Intime Kayomb.

M. Lukombe

II

REMERCIEMENTS

Notre profonde gratitude et nos plus grands remerciements vont en priorité à Dieu Tout Puissant qui sans son aide, ce travail n'aurait jamais abouti.

Nous tenons à remercier en tout premier lieu Pr. Blaise FYAMA Directeur de ce travail de nous avoir accordé son temps malgré ses multiples préoccupations et de nous avoir aidés par ses idées et ses conseils durant toutes les étapes de ce travail.

Nous exprimons notre gratitude à tous les enseignants de l'école supérieure des ingénieurs industriels et plus particulièrement ceux du département de génie électrique qui nous ont aidés par leurs explications durant le premier cycle de notre formation.

La Société Nationale d'Electricité (SNEL) qui nous a permis d'effectuer des mesures des charges aux disjoncteurs DGBT du poste CRAA II et de la cabine CRAA III de distribution n'est pas oubliée. Nous la remercions.

III

TABLE DES MATIERES

DEDICACES I

REMERCIEMENTS II

TABLE DES MATIERES III

TABLE DES FIGURES VI

TABLE DES TABLEAUX VII

LISTE DES SYMBOLES VIII

LISTE DES ACRONYMES X

INTRODUCTION GENERALE - 1 -

Chapitre 1 : GENERALITES SUR LA DISTRIBUTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE

1.1. Introduction - 3 -

1.2. Importance de l'énergie électrique - 3 -

1.3. Gestion de l'énergie électrique - 4 -

1.4. Production de l'énergie électrique - 4 -

1.5. Réseaux électriques - 5 -

1.5.1. Définition - 5 -

1.5.2. Classification - 5 -

1.6. Notion sur les installations électriques - 10 -

1.6.1. Définition - 10 -

1.6.2. Canalisations électriques - 10 -

1.7. Détermination de la section des conducteurs en BT et choix des dispositifs de

protection - 14 -

1.7.1. Calcul du courant d'emploi - 15 -

1° En courant continu : - 15 -

2° En courant alternatif : - 15 -

1.7.2. Détermination de la section minimale - 17 -

1.7.3. Choix des dispositifs de protection - 18 -

1.8. Estimation de la chute de tension - 21 -

IV

1.8.1. Chute de tension dans une canalisation - 21 -

1.8.2. Chute de tension relative - 22 -

1.9. Conclusion - 23 -

Chapitre 2 : ANALYSE DU MILIEU D'ETUDE

2.1. Introduction - 24 -

2.2. Présentation du site - 24 -

2.2.1. Brève historique - 24 -

2.2.2. Division - 25 -

2.2.3. Situation géographique - 25 -

2.3. Postes de livraison - 26 -

2.3.1. Description du poste CRAA II et de la cabine CRAA III - 28 -

2.3.2. Calcul des taux de charge - 31 -

2.3.3. Vérification de la chute de tension - 38 -

2.4. Procédures d'exploitation [15] - 42 -

2.4.1. Coupure en cas de défaut - 42 -

2.4.2. Coupure volontaire - 43 -

2.5. Observations sur ces réseaux - 43 -

2.6. Conclusion - 44 -

Chapitre 3 : REAMENAGEMENT DE L'INSTALLATION ELECTRIQUE

3.1. Introduction - 45 -

3.2. Nombres des ménages - 45 -

3.3. Calcul de la puissance d'utilisation globale - 46 -

3.3.1. Bilan de puissance de la consommation - 47 -

3.3.2. Choix de la puissance de la source d'alimentation normale - 53 -

3.4. Dimensionnement des matériels du nouveau réseau - 54 -

3.4.1. Détermination de la section du câble principal - 54 -

3.4.2. Dimensionnement du jeu de barre - 56 -

3.4.3. Dimensionnement des départs - 57 -

V

- - - - -

- - - -

3.5. Dimensionnement du conducteur PE	- 61
3.6. Réaménagement proprement dit de l'installation	- 62
3.6.1. Assainissement du feeder Monastère (en amont)	- 63
3.6.2. En aval (coté basse tension)	- 63
3.7. Conclusion	- 65
CONCLUSION GENERALE	- 66 -
SUGGESTIONS	- 68 -
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES	- 69 -
ANNEXES	- 71 -
ANNEXES A. : FACTEURS QUI INFLUENCENT LE CHOIX DE LA SECTION
MINIMALE	- 71
A.1. Lettres de sélection en fonction du mode de pose et du type de câble	- 71
A.2 Facteur de correction lié aux principaux modes de pose	- 72
A.3 Facteur de correction pour groupement de plusieurs circuits en une couche	- 73

A.5 Détermination de la section minimale S en fonction de la lettre de sélection, du type

de conducteur et de l'intensité fictive IZ'	- 75 -
ANNEXE B : FACTEURS DE SIMULTANEITE Ks	- 76 -
B.1 Facteurs de simultanéité pour les armoires de distribution	- 76 -
B.2 Facteurs de simultanéité pour immeuble d'habitation	- 76 -

ANNEXE C : TABLE POUR TRANSFORMATEURS - 77 -

ANNEXE D : COEFFICIENT K POUR DIFFERENTS CONDUCTEURS - 78 -

VI

TABLE DES FIGURES

Figure 1.1- Schéma général de production, transport et distribution de l'energie electrique . -8-

Figure 1.2- Mode de pose en caniveaux	- 12 -
Figure 1.3- Mode pose en galeries	- 12 -
Figure 1.4- Canalisation aérienne THT à support métallique	- 14 -
Figure 1.5 - Le logigramme de la détermination de la section d'une canalisation	-21 -
Figure 2.1 - Vue aérien de la cellule CRAA	- 26 -
Figure 2.2 - Poste CRAA II	- 27 -
Figure 2.7- Cabine CRAA III	- 28 -
Figure 2.4- schéma unifilaire du poste CRAA II	- 34 -
Figure 2.5- schéma unifilaire de la cabine CRAA III	- 34 -
Figure 2.6-Schéma électrique CRAA II	- 39 -
Figure 2.7 - Schéma électrique CRAA III	- 39 -

VII

TABLE DES TABLEAUX

Tableau 1.1- Le niveau de tension selon la CEI - 6 -

Tableau 1.2- Facteur d'utilisation Ku - 16 -

Tableau 1.3 - Facteur de simultanéité Ks - 17 -

Tableau 1.4- Valeurs de la chute de tension maximales admises - 21 -

Tableau 1.5- Formule de la chute de tension dans une canalisation - 21 -

Tableau 2.1 - Les charges des différents départs (CRAA II) - 35 -

Tableau 2.2 - Les charges des différents départs (CRAA III) - 36 -

Tableau 2.3 - Données du réseau BT (CRAA II) - 40 -

Tableau 2.4 - données du réseau BT (CRAA III) - 40 -

Tableau 2.5 -Calcul des chutes de tension en certains points du réseau BT (CRAA II) - 41 -

Tableau 2.6 -Calcul des chutes de tension en certains points du réseau BT (CRAA III) - 42 -

Tableau 3.1 - Bilan de puissance des récepteurs - 48 -

Tableau 3.2 - Détermination de la puissance max d'un ménage - 49 -

Tableau 3.3 - Détermination de la puissance max d'une église - 50 -

Tableau 3.4 - Détermination de la puissance max de l'atelier - 51 -

Tableau 3.5 - Température maximale des conducteurs - 58 -

Tableau 3.6- Section minimale du conducteur PE - 62 -

Tableau A.1- Lettres de sélection - 71 -

Tableau A.2 - Facteur de correction K1 - 72 -

Tableau A.3 - Facteur de correction pour groupement de plusieurs circuits - 73 -

Tableau A.4 - Facteur de correction K3 pour les températures ambiantes différentes - 74 -

Tableau A.5 - Détermination de la section S des conducteurs de la canalisation - 75 -

Tableau B.1 - Ks pour armoire de distribution - 76 -

Tableau B.2 - Ks pour immeuble d'habitation - 76 -

Tableau C.1 - Table pour transformateurs - 77 -

Tableau D.1- Valeur de K pour les conducteurs actifs et de protection - 78 -

VIII

LISTE DES SYMBOLES

Courant d'emploi théorique Courant d'emploi réel Courant admissible

Courant admissible corrigé

Courant de court-circuit crête

Courant nominal absorbé Nombre moyen de ménages Nombre des parcelles Nombre total de ménages Puissance foisonnée

Puissance maximale des récepteurs

Puissance totale de l'atelier

Puissance totale des complexes hospitaliers

Puissance totale demandée Puissance totale des églises

Puissance totale éclairage public

Puissance totale des ménages

Puissance maximale totale des récepteurs Puissance de la source d'alimentation Résistance linéique

Surface d'une parcelle

Section minimale du jeu des barres Superficie de la cellule CRAA

IX

X Réactance linéique o

DU Chute de tension B Couleur Bleue J Couleur Jaune

R Couleur Rouge

U La tension de service
Ke Facteur de réserve Ks Facteur simultanéité Ku Facteur d'utilisation

K1 Facteur tenant compte de l'influence du mode de pose

K2 Facteur tenant compte de l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte

K3 Facteur tenant compte de l'influence de la température selon la nature de l'isolant

Icc Courant de court-circuit du transformateur

S Puissance apparente

k Coefficient d'asymétrie

lx Le lux (unité de l'éclairement)

t Temps de coupure du disjoncteur

X

LISTE DES ACRONYMES

BTA La Basse Tension, 1^ère catégorie

BTB La Basse Tension, 2^ème catégorie

CEI La Commission Electrotechnique Internationale

CRAA Le Centre de Recherche Agro-Alimentaire

DGBT Le Disjoncteur General Basse Tension

EDL L'Espace De Livraison

HTA La Haute Tension, 1^ère catégorie

HTB La Haute Tension, 2^ème catégorie

KWh Le Kilowatt Heure

MT La moyenne Tension

NF La Norme Française

NR Le Nombre des Récepteurs

PR La Puissance des Récepteurs

TBT La Très Basse Tension

TGBT Le Tableau General Basse Tension

W Le Watt

m Le mètre

Dep Départ

h Heure

kV Le kilovolt

kVA Le kilovolt Ampère

kmLe kilomètre

- 1 -

INTRODUCTION GENERALE

L'énergie électrique est un facteur primordial du développement. Les pays en développement ont encore à ce jour un déficit en taux d'électrification ou en desserte en énergie électrique. En plus, les réseaux électriques existants connaissent de nombreuses perturbations, dues notamment aux chutes de tension dans des canalisations des abonnés et aux problèmes de la sous production de l'électricité.

L'intérêt porté à ce sujet d'étude de l'amélioration de la desserte en énergie électrique basse tension d'une cellule communale par réaménagement de l'installation existante : cas de la cellule CRAA, est beaucoup plus basé sur l'innovation d'évaluer les causes et proposer les pistes de solutions aux problèmes. Etant donné que la science évolue avec des remises en question, nous sommes appelés de partir des imperfections des autres, leurs hypothèses, leurs théories, leurs affirmations afin de mettre en exergue notre apport.

Vu que dans notre pays, la RDC, le domaine d'alimentation en énergie électrique connaît beaucoup des difficultés entre autre : les coupures intempestives du courant chez les abonnés, les déclanchements des appareils de protection dû à l'accroissement de la charge, le délestage, etc. Quand bien même l'énergie électrique s'avère indispensable pour la survie de notre société moderne, ce travail devra servir à la Société Nationale d'Electricité (SNEL) à pouvoir assurer l'alimentation de la cellule CRAA de manière permanente.

Notre problématique se résume ainsi aux questions suivantes :

Quels sont les rayons d'action que doivent avoir les postes CRAA I et CRAA II, et quelles dimensions optimales des sections des conducteurs et des appareils de protection faudra-t-il choisir pour les différents départs ? Afin de satisfaire à la préoccupation de la population face à la chute de tension excessive, quel est la puissance totale dont la cellule CRAA à besoin ?

Notre méthodologie d'approche, ayant comme objectif la réponse à la dite problématique, a consisté dans un premier lieu à la compréhension des besoins de ce contré à travers l'analyse des propos recueillis des abonnés les plus mal desservis du réseau et des mesures effectuées aux DGBT et aux différents départs. Dans un deuxième lieu, nous avons

- 2 -

procédés à la déduction des solutions décrivant toutes les étapes de mise en place du réseau de distribution de la cellule CRAA.

Vu la complexité de ce sujet et compte tenu du temps qui est impartie, il nous sera difficile de faire une étude en considérant tous les aspects du réseau en général. C'est ainsi que dans nos recherches, ce travail se basera sur l'évaluation d'un bilan de puissance de l'énergie électrique consommée et aussi sur la prévision de consommation d'énergie, le dimensionnement des appareils de protection, de la section de câbles électriques, du nombre des transformateurs électriques à utiliser dans ce contré.

Outre l'introduction et la conclusion, le plan d'analyse de ce travail s'articule en trois chapitres.

Le premier chapitre rappelle quelques notions de base élémentaires et importantes à la compréhension de la distribution de l'énergie électrique et des notions des installations électriques.

Les recherches que nous avons menées sur les installations électriques existantes de la cellule CRAA, ont permis d'obtenir, par des mesures des charges, des données fiables pouvant nous amener à des critiques sur le dimensionnement de ce réseau. Le deuxième chapitre est donc consacré, dans sa deuxième partie, aux analyses de ces mesures.

Le troisième chapitre ressort, à partir de ces résultats, des propositions concrètes pour le meilleur dimensionnement du réseau de distribution basse tension de cette cellule qui pourront satisfaire à la demande de la population de ce coin de la ville.

- 3 -

Chapitre 1 : GENERALITES SUR LA DISTRIBUTION DE L'ENERGIE

ELECTRIQUE

1.1. Introduction

Dans le présent chapitre, nous allons rappeler les notions de base indispensables à la distribution de l'énergie électrique à fréquence industrielle, en mettant un accent particulier sur la détermination de la section des conducteurs et de la chute de tension en basse tension dans les lignes.

1.2. Importance de l'énergie électrique

L'électricité est au coeur de notre vie quotidienne, à la maison et au travail; elle est indispensable à la prospérité de notre pays. Maintenant, et dans les années à venir, les consommateurs, les responsables des politiques, les investisseurs, de même que les visionnaires et les bâtisseurs, prennent les décisions qui détermineront l'avenir de l'infrastructure d'électricité pour les prochaines générations.

En effet disposer de l'énergie électrique est irréfutablement un facteur de progrès, dès que l'on dispose cette énergie en plus grande quantité, ça nous offre plusieurs opportunités qui contribuent au développement d'un pays. Il y a ainsi une relation positive entre la disponibilité d'énergie, et le développement. En plus l'accroissement de la consommation d'énergie électrique des pays en développement ne doit être non seulement un objectif légal, mais un impératif car un pays qui consomme plus d'énergie électrique il se développe plus.

Les formes intermédiaires d'énergie qu'on peut utiliser pour transporter une énergie contenue dans les sources primaire d'énergie sont appelées vecteurs d'énergie. Parmi ces formes d'énergie, on peut principalement citer l'énergie électrique.

Nous avons remarqué que cette dernière est facilement transportable par rapport aux autres vecteurs d'énergie car le transport de l'énergie électrique s'effectue avec moins de pertes, d'accidents et des risques. Notre monde contemporain est très dépendant de l'électricité. Pour s'en convaincre, il faut essayer d'imaginer ce que serait une journée sans lumière électrique, sans ascenseur, sans usine, sans chambre froide, sans train électrique pour les pays développés, sans air conditionné dans les pays chauds, etc.

Ainsi, avoir une bonne source d'électricité est un souci de première importance pour tous les gouvernements du monde .D'où à partir des ressources primaires ou naturelles d'énergie, nous devons produire l'énergie électrique, cette énergie électrique peut être

- 4 -

transportée, répartie, distribuée et consommée par des abonnés qui peuvent être soit industriels ou domestiques.

1.3. Gestion de l'énergie électrique

Au commencement de l'utilisation de l'électricité, on s'est surtout préoccupé de consommer de l'énergie mais a l'heure actuelle, l'énergie électrique est un bien de consommation indispensable pour toute les activités humaines. Cette énergie qui est une forme noble et propre, coûte cher, il faut donc en faire le meilleur usage possible au moindre coût. Ainsi gérer l'énergie électrique, c'est agir pour l'économiser et l'utiliser au mieux tout en gardant l'efficacité et le confort de l'installation, pour bien gérer l'énergie électrique, l'abonné doit :

> Souscrire une puissance nécessaire et suffisante ;

> Adapter sa consommation en fonction des périodes tarifaires car l'énergie électrique ne se stocke pas.

Les centrales électriques ou usine génératrice de l'énergie électrique sont, pour des raisons techniques et économiques, rarement placées juste à côté des appareils utilisant l'énergie qu'elles produisent. Elles sont souvent aménager près de source d'énergie primaire ou naturelle qui est éloigné de centre de consommation. Pour que l'énergie produite soit utilisée par les consommateurs un transfert d'énergie s'impose c'est à dire du lieu de production au lieu de consommation, d'où on a affaire à un réseau électrique.

1.4. Production de l'énergie électrique

L'énergie électrique est une énergie secondaire qui est produite à partir d'énergies primaires contenues dans :

> L'uranium (énergie de fission exploitée dans les centrales nucléaires) ;

> L'eau (énergie potentielle dans les barrages hydroélectriques) ;

> Le charbon et le pétrole (énergie de combustion) ;

> Le vent (énergie cinétique de l'air transformée par les éoliennes) ;

> le soleil (rayonnement solaire transformé par les cellules photovoltaïques ou par des

centrales à miroirs réflecteurs).

- 5 -

Dans presque tous les cas, l'énergie primaire est transformée, dans des centrales, en énergie mécanique à l'aide de turbines.

Les turbines sont directement couplées à des alternateurs qui produisent l'énergie électrique sous forme de tensions triphasées de fréquence et d'amplitude constante. [1]

1.5. Réseaux électriques

Les centres de grandes consommations d'énergie électrique sont les villes et les régions très industrialisées qui sont pour des raisons techniques et économiques, le plus souvent éloignées des groupes générateurs (centrales électriques) de l'énergie électrique.

Pour réaliser la liaison entre les centres de consommation et les groupes générateurs, il faut donc construire un ensemble des lignes de transmission d'énergie. Cet ensemble constitue le réseau de transport.

Les tronçons de ligne sont raccordés entre eux dans des installations appelées postes de transformation ou cabines de transformation. Ces postes comprennent des transformateurs, des appareils de commande et de coupure, les appareils de mesure et de comptage, de réglage, de protection et divers autres appareils auxiliaires nécessaires au bon fonctionnement de l'ensemble.

1.5.1. Définition

Le réseau électrique est un ensemble des lignes assurant la liaison électrique entre les centrales qui produisent l'énergie électrique et les compteurs des abonnés qui utilisent et consomment cette énergie.

Le cycle de vie d'un réseau électrique comporte en effet quatre phases qui sont entre autre : la conception et réalisation, fonctionnement et exploitation, maintenance, et évolution. [2]

1.5.2. Classification

Les réseaux électriques se classifient d'après :

? Les tensions qu'ils utilisent ;

? La fonction pour laquelle ils sont construits ;

- 6 -

> Leurs modes de raccordement ;

> La nature du courant qu'ils utilisent ; > La nature de canalisation.

1.5.2.1. D'après les tensions utilisées [3]

Selon la valeur de la tension (valeur efficace dans le cas du courant alternatif), les réseaux électriques (conformément à la CEI) sont classés comme montré dans le tableau ci-dessous.

Tableau 1.1- Le niveau de tension selon la CEI

		Courant alternatif (C.A)	Courant continu (C.C)
Très Basse Tension (T.B.T)		U = 50 V	U = 120 V
Basse Tension	B.T.A	50 V < U= 500 V	120 V < U= 750 V
	B.T.B	500 V < U= 1000 V	750 V < U= 1500 V
Haute Tension	H.T.A	1000 V <U= 50.000 V	1500 V <U= 75.000 V
	H.T.B	U > 50.000 V	U > 75.000 V

1.5.2.2. D'après les fonctions ou rôles joués

Selon cette classification, nous distinguons : 1° Réseaux d'utilisation

Ils alimentent les appareils domestiques et industriels utilisant la BT. Le courant est livré aux particuliers soit par des lignes aériennes, soit par des câbles souterrains à 4 fils dont 1 neutre. Une dérivation à 2 fils, l'un branché sur une des trois phases et l'autre sur le fil neutre alimente les petites installations monophasées. Pour une installation triphasée avec lampes et moteurs, le branchement comporte 4 fils.

- 7 -

2° Réseaux de distribution

Fournissent aux réseaux d'utilisation la puissance dont ils ont besoin. Ils utilisent la tension MT ou HTA.

Notons ici que certains consommateurs importants (tels que : la scierie, industries, usines, sociétés, hôpitaux, etc.) reçoivent du secteur, l'énergie sous la MT, la distribution est alors privée. Des tels abonnés achètent en gros l'énergie et bénéficient une réduction du prix de kWh et un règlement d'emploi très libéral. Pour les abonnés ordinaires, des cabines ou postes de transformations MT/BT sont repartis dans les localités et quartiers ; alors que les gros clients sont reliés avec le secteur par une cabine de transformation privée.

En somme, les réseaux MT et BT alimentent directement les usagers. 3° Réseaux de répartition

Ils fournissent la puissance aux réseaux de distribution et utilisent la HTB. Les distances n'excédent généralement pas 150 km. Ce sont des réseaux régionaux.

4° Réseaux de transport

Alimentent les réseaux de repartions et utilisent HTB. Les distances mis en jeu sont très importantes, ce qui permet à ces types de réseaux d'assurer l'alimentation de l'ensemble du territoire (pays). Ce sont donc des réseaux nationaux assurant les échanges d'énergie entre régions (provinces) et éventuellement entre pays (réseaux internationaux).

5° Réseaux d'interconnexion

Ils assurent la liaison entre les réseaux de transport et utilisent la même tension que

ceux-ci.

La figure ci-dessous schématise l'ensemble des stades de transformation qui subit l'énergie électrique transportée depuis la production jusqu'à l'utilisation. [4]

Ils permettent d'alimenter à partir d'un poste, plusieurs postes de transformation

groupés de sorte que la ligne qui les alimente forme une boucle, les branchements

- 8 -

Figure 1.1- Schéma général de production, transport et distribution de l'energie electrique

1.5.2.3. Selon le mode de raccordement

Dans cette classification, nous distinguons :

1° Réseaux radiaux, en antenne ou en étoile

Ce sont des réseaux arborescents qui alimentent à partir d'une cabine de transformation, plusieurs postes des transformations ou plusieurs abonnés par des feeders (ou lignes) sans jamais retrouver des points communs. Cependant, un défaut sur une artère ou feeder met hors service les abonnés qu'il desserre jusqu'à la réparation de ce défaut.

C'est le principal inconvénient de ce système.

Ces types de réseaux sont utilisés pour l'électrification en milieu rural pour l'alimentation de la clientèle, disposée et où la consommation est en générale faible.

2° Réseaux bouclés

- 9 -

d'immeubles étant en antenne. Le feeder d'alimentation des postes part du poste principal et y revient après avoir pris des coupures en différents points de consommation.

Grace aux sectionneurs, ce système permet en cas de défaut d'un tronçon quelconque, d'isoler la cabine concernée et continuer à alimenter les cabines et tronçons restants. La boucle n'a pas de discontinuité de sorte que les postes débitent en parallèle. Cependant l'existence de plusieurs sources en parallèle augmente la sécurité de l'alimentation, mais le coût du réseau très élevé et le contrôle et la protection deviennent complexes.

3° Réseaux maillés

Ce sont des réseaux où tous les feeders sont bouclés et réunis en divers points formant ainsi l'aspect d'un filet, le branchement d'immeubles étant radial. De plus, le nombre de sources débitant en parallèle peut atteindre plusieurs centaines, ce qui augmente la sécurité d'exploitation.

Ce système s'emploi dans un réseau BT où les mailles correspondent fréquemment à la configuration géométrique (plan cadastral) des rues dans des zones urbaines.

Cette forme de réseau, réduit sensiblement les chutes de tension et nécessite que tous les feeders soient capable de supporter des surcharges permanentes, mais il rend parfois plus difficile le dépistage d'un défaut ou le réglage des dispositifs de protection, c'est le principale inconvénient du maillage.

Des sectionneurs peuvent être prévus en différents points pour ouvrir certaines mailles soit en permanence soit en cas de défaut afin d'effectuer les réparations nécessaires sans interrompre des abonnés.

1.5.2.4. D'après la nature du courant utilisé

Nous en distinguons deux dans cette catégorie : 1° Réseau à courant continu

Il a été le premier système utilisé pour l'alimentation des abonnés, car la première génératrice industrielle fut la dynamo de Gramme, mais pratiquement abandonnée à l'heure actuelle.

- 10 -

Depuis quelque temps, on utilise parfois ce réseau pour le transport d'énergie à THT courant continu et sur des longues distances ; c'est le cas de la ligne Inga-Shaba.

2° Réseau à courant alternatif

Le courant alternatif monophasé semble être le système le plus simple car il ne nécessite que deux conducteurs mais le courant alternatif triphasé est en réalité le plus économique.

1.5.2.5. Selon la nature de la canalisation

Concernant cette classification, les réseaux sont groupés en deux, que nous assaillons de détailler dans la section suivante. Nous retenons donc :

? Les réseaux souterrains ; ? Les réseaux aériens.

1.6. Notion sur les installations électriques

1.6.1. Définition

Une installation ou un équipement électrique est constitué par un ensemble de circuit de toutes tensions et natures de courant et par un ensemble de matériels électriques associés en vue de l'utilisation de l'énergie électrique.

1.6.2. Canalisations électriques

Une canalisation électrique est un moyen qui permet de canaliser l'énergie électrique afin de faciliter son transport d'un point à un autre à travers des conducteurs ou des câbles. [5]

La distribution de l'énergie électrique nécessite des canalisations électriques de plus importantes qui doivent prendre toute sorte de chemin, à l'intérieur des locaux, en aérien ou en souterrain parfois même immergés.

Une canalisation électrique est constituée de trois éléments qui sont :

? Des conducteurs ou câbles qui assurent la transmission de l'énergie électrique ;

- 11 -

? Des conduits, moulures, goulottes, caniveaux qui assurent la continuité de la protection mécanique ;

? De mode de fixation ou de pose qui prennent en compte le montage de la canalisation sur les parois, dans les parois, dans le sol, dans l'eau ou en l'air.

Parmi les sortes de canalisations électriques, il a été retenu que les principales qui sont les plus couramment utilisées :

? Les canalisations enterrées ou souterraines ;

? Les canalisations aériennes ;

? Les canalisations préfabriquées.

1.6.2.1. Les canalisations enterrées [6]

Lorsque le passage de canalisations aériennes présente des inconvénients

(agglomération, aéroport, montagne, environnement), on utilise des poses enterrées ou des canalisations souterraines.

Le câble est armé (armure avec feuillards acier par exemple) et les raccordements se font dans des boîtes (repérées vers le sol) avec des serre-câbles et manchons soudés.

La profondeur de pose se fait de 0,6 à 0,7 mètres en BT ; de 0,8 mètres en HT et de 1,20 mètres en agglomération.

Nous retenons pour cela quatre modes de pose qui sont : 1° Pose en tranchées

Pour le passage sous les trottoirs et le bas-côté des routes. Les câbles sont dans le sable (ou terre fine) et dans le grillage sur lequel les briques sont posées pour une protection complémentaire, éventuellement.

2° Pose en caniveaux et sous fourreaux

Les caniveaux sont généralement posés dans le sol et sont utilisés dans les usines comme illustré par la figure ci-dessous. Le câble ne possède pas de feuillards de protection.

- 12 -

Figure 1.2 - Mode de pose en caniveaux

3° Pose en galeries

Les câbles sont posés sur des tablettes en béton armé ou fixés par des colliers comme illustré sur la figure ci-dessous. Ce mode est utilisé pour des départs de centrale, de sous-stations (nombre élevé de câbles).

Tablettes supportant les câbles

Caniveau pour écoulement des

eaux Figure 1.3- Mode pose en galeries

4° Pose sur chemins de câbles

Les câbles sont posés à l'intérieur du profilé. Ce mode a pour utilisation dans l'industrie et le tertiaire et possède deux types de chemin de câble ou tablette, « de type

cablofil » et « en tôles perforées ». Les figures ci-dessous montrent les deux types de chemin de câble.

métallique.

- 13 -

1.6.2.2. Les canalisations aériennes

Les canalisations aériennes sont beaucoup plus économiques que les canalisations souterraines. Elles souvent utilisées pour la distribution d'énergie en HT et en BT à des distances importantes ainsi que pour l'éclairage public, dans les exploitations rurales et même urbaines, dans les avenues, quartiers de moyenne importance.

Elles sont constituées par :

> Des conducteurs (en cuivre ou en aluminium) qui sont nus ou munis d'un revêtement résistant aux intempéries. Ils ont une résistance mécanique élevée ;

> Des isolateurs servant à amarrer les conducteurs et à les isoler du support. Ils sont fabriqués porcelaine pour les HTA et HTB et en verre pour les BTA et BTB ;

> Différents supports : qui peuvent en bois pour une hauteur maximale de 12 m au-dessus du sol et de portée de 50 m maximum, en béton armé ou encore métallique. Ces derniers sont des pylônes rigides ou articulés ayant une hauteur allant jusqu'à 100 m et de portée 800 m et plus.

L'ensemble de la tête du support des ferrures ou bras et des isolateurs constituent un armement, on en distingue sept qui sont plus couramment rencontrés :

> L'armement en quinconce ;

> L'armement en triangle ;

> L'armement en drapeau ;

> L'armement en double drapeau ;

> L'armement du type canadien ;

> L'armement en nappe ;

> L'armement en nappe voûte.

L'image ci-dessous montre la présentation de la canalisation aérienne à support

- 14 -

Figure 1.4- Canalisation aérienne TNT à support métallique

1.6.2.3. Les canalisations préfabriquées

Pour des déplacements d'appareils électriques dans des ateliers par exemple, on utilise des canalisations préfabriquées.

Ils sont constitués par des équipements suivants :

> Des barres conductrices : la jonction avec des prises se fait par emboîtement.

> Des isolateurs : ils isolent les barres.

> Un châssis qui, à l'aide d'accessoires, fixe les barres et les isolateurs.

> Une enveloppe métallique protégeant les conducteurs.

> Des accessoires de raccordement.

1.7. Détermination de la section des conducteurs en BT et choix des dispositifs de

protection

Les installations électriques basse tension (B.T.) sont soumises à un ensemble de textes qui peuvent être classés en 3 catégories :

> Les textes réglementaires (décrets, arrêtés ou circulaires d'application, notes et fiches techniques, avis) relatif à la protection des travailleurs (décret du 14 novembre 1988) ;

Avec S : puissance apparente absorbée (VA)

- 15 -

> Les textes normatifs (règles de conception) et guides pratiques (norme NF C 15100, recueil UTE 18-510) ;

> Les cahiers des charges ou recommandations.

Si pour concevoir une installation, les réglementations sont nécessaires, il faut aussi

avoir toutes les informations sur les récepteurs à alimenter :

> Leur mode de fonctionnement (normal, démarrages fréquents),

> Leur localisation dans le plan et le bâtiment,

> Leurs puissances installées, utilisées et à prévoir ( Ku, Ks, Ke).

Tous ces éléments permettent de déduire la puissance et le nombre de sources

nécessaires en fonction de l'installation et le type de tarification adaptée.

Le type de canalisation, son mode de pose, la nature de l'âme et de l'isolant des

conducteurs, la nature des appareils de protection, le type de schéma de liaison à la terre étant connus on peut réaliser les choix des éléments de l'installation. [7]

1.7.1. Calcul du courant d'emploi

Le courant d'emploi I_B est le courant qui est réellement transporté par les

conducteurs actifs. Il se calcul de manière théorique comme suite :

1° En courant continu :

[Puissance absorbée (en w)1

LTension de service (en V) (1.1)

2° En courant alternatif :

,la u (en triphasé) (1.2)

- 16 -

U : tension entre les deux conducteurs pour une alimentation

monophasée ou tension entre phases pour une alimentation triphasée : Courant d'emploi théorique

Le calcul du courant d'emploi nécessite la connaissance du courant nominal absorbé . Dans un circuit, les appareils ne sont pas utilisés en permanence ou à régime nominal. Pour en tenir compte il faut appliquer divers facteurs. [8]

? Les récepteurs ne sont pas utilisés à leur puissance maximale (Facteur d'utilisation ) ; ? Les récepteurs ne sont pas utilisés tous en même temps (Facteur de simultanéité ) ;

? L'installation électrique peut évoluer c'est-à-dire augmentation de la puissance (Facteur de réserve ).

1.7.1.1. Facteur d'utilisation

Le tableau ci-dessous donne les valeurs de dans le cas général.

Tableau 1.2- Facteur d'utilisation

Types de récepteurs
Chauffage ou éclairage	1
Prises de courant (hors indications particulières)	1
Moteurs électriques	0,75

1.7.1.2. Facteur de réserve

Le rôle du facteur de réserve, également appelé facteur d'extension, est de prévoir une augmentation de la puissance absorbée. On recommande le plus souvent de prendre une

valeur de comprise entre 1,1 à 1,2 et selon les conditions de prévisions. [9]

- 17 -

1.7.1.3. Facteur de simultanéité

Ce facteur est appliqué à un groupe de récepteur, selon les conducteurs d'exploitation car tous les appareils ne fonctionnent pas au même moment.

Le tableau ci-dessous donne les valeurs de dans le cas général et pour les autres

cas, celles-ci sont données en annexe B.

Tableau 1.3 - Facteur de simultanéité

Utilisation
Eclairage		1
Chauffage et conditionnement d'air		1
Prises de courant (n= nombre de prises)		0,1 + (O, 9/n)
Moteurs	Moteurs le plus puissants	1
	Moteurs suivants	0,75
	Autres moteurs	0,60

Le courant d'emploi admissible retenu sera donné par :

(1.3)

1.7.2. Détermination de la section minimale

Dans un conducteur isolé ou dans un câble parcouru par un courant d'emploi , la section de l'âme conductrice doit satisfaire la condition stipulant que l'échauffement de l'âme conductrice ne doit pas entrainer la diminution des propriétés des isolants ni de la gaine. [10]

Cette condition doit prendre en compte :

? La constitution du type de câble (type d'isolant) ;

? Le mode de pose (qui limite le refroidissement du câble) ;

? La température du milieu ambiant (air ou terre) ; ? La chute de tension provoquée par le câble.

- 18 -

De ces influences découlent des facteurs de corrections qu'il faudra

appliquer à l'intensité dans le câble pour en déduire un courant admissible .

Ce courant admissible est l'intensité maximale, sans protection, que peuvent supporter les conducteurs en permanence sans détériorer l'isolant dans le temps.

Pour obtenir la section minimale des conducteurs, il faudra :

a) Déterminer une méthode de référence désignée par une lettre de sélection (voir annexe A) qui prends en compte le mode de pose et le type de circuit (monophasé ou triphasé) ;

b) Déterminer le coefficient du circuit considéré qui résume l'influence du mode

pose (voir annexe A), l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte
(voir annexe A) et l'influence de la température selon la nature de l'isolant (voir annexe A).

(1.4)

Le logigramme de la figure ci-dessous résume le principe de la méthode décrite par les étapes citées ci-haut.

1.7.3. Choix des dispositifs de protection

1.7.3.1. Propriétés des appareils de protection

Les appareils de protection (les disjoncteurs et les fusibles) sont généralement constitués des pouvoirs de coupures de circuit en cas de défaut (surtension ou surintensité) ; généralement la coupure est automatique.

Les dispositifs de protection doivent avoir en principe :

? La sélectivité : il doit permettre de retrancher du réseau rien que le circuit affecter

du défaut et laissant les autres circuits non affecter par le défaut sous tension ; ? La Rapidité : il doit intervenir dans un temps très court possible pour limité les

dégâts dû aux effets du défaut pour lesquels l'appareil a été prévus ;

- 19 -

Conditions
d'installation
des
conducteurs

Détermination des coefficients K et de la lettre de sélection

Intensité d'emploi

I_B

Détermination de l'intensité assignée I_n du dispositif de protection,
prise juste supérieure au courant d'emploi, I_n > I_B

I_n

Choix d'un courant admissible I_z pour la canalisation, qui
correspond à la section des conducteurs que le dispositif de
protection saura protéger

Fusibles

Si I_n < 10 A, I_z 1 31 I_n

Si 10 A< I_n < 25 A , I_z 1 21 I_n

Si I_n > 25A I_z 1 10 I_n

Disjoncteur

I_z I_n Si le calibre est réglable ou juste supérieur si le calibre est non réglable

Iz1 Iz2

Détermination de la section S des conducteurs de la canalisation,
susceptible de véhiculer I_z1 et I_z2 à l'aide du courant équivalent I_z
qui prend en compte l'influence du coefficient K (I_z I_z/K), de
lettre de sélection et de la nature du revêtement (isolant) des
conducteurs (voir annexe A)

Figure 1.5 - Le logigramme de la détermination de la section d'une canalisation

> La robustesse ou autoprotection : cette qualité traduit le fait que tout dispositif de protection ne doit en aucun cas être endommagé par les effets du défaut au quelle il intervient (sa implique le pouvoir de coupure) ;

> La sûreté : il doit intervenir dans tout le cas de défaut pour lequel il est prévu ;

> L'insensibilité aux effets transitoires : les brèves surintensités et surtension dû au manoeuvre de commande et de mise sous tension ne doivent en aucun cas entrainer les déclanchements des appareils de protection ;

> L'évolutivité : un réseau électrique est rarement figer c'est-à-dire constant ou encore stationnaire, il suit l'évolution des activités à alimenter (la charge) sa configuration change, les puissances transitées augmentes, le système de protection doit permettre de suivre cette extension.

- 20 -

1.7.3.2. Règle général sur le choix des dispositifs de protection

En conformité avec la NF C 15-100, un dispositif de protection (disjoncteur ou fusible) assure correctement sa fonction si les conditions indiquées ci-après sont satisfaites.

1° Courant nominal ou de réglage

Il doit être compris entre le courant d'emploi et le courant admissible de la

canalisation :

(1.5)

2° Courant conventionnel de déclenchement

Il doit satisfaire la relation suivante :

(1.6)

? Cas des disjoncteurs

Pour les disjoncteurs domestiques, la norme NF C 61-410 spécifie que le courant de

déclenchement et concernant les disjoncteurs industriels, la norme NF C 63-120
spécifie

? Cas des fusibles

Les normes NF C 61-201 et ses additifs et NFC 63-210 spécifient que est le courant qui assure la fusion du fusible dans le temps conventionnel (1 h ou 2 h) ; est appelé courant conventionnel de fusion.

(1.7)

Avec = 1,6 à 1,9

Un commentaire à la NF C 15-100 introduit le coefficient :

(1.8)

(1.9)

Ainsi, la condition n'est respectée à condition que :

- 21 -

1.8. Estimation de la chute de tension

1.8.1. Chute de tension dans une canalisation

La norme NF C 15-100 impose que la chute de tension entre l'origine de l'installation BT et tout point d'utilisation n'excède pas les valeurs reprise dans le tableau 1.4 ci-après.

Lorsque les canalisations principales de l'installation ont une longueur supérieure à 100 m, les valeurs limites admises des chutes de tension peuvent être augmentées de 0,005 % par mètre au-delà de 100 m, sans que ce supplément ne dépasse lui-même 0,5 %. [11]

Tableau 1.4- Valeurs de la chute de tension maximales admises

Type d'installation	Eclairage		Autres	Installation alimentées directement par un branchement BT à partir d'une distribution publique
3	5		Installation alimentées par un poste de transformation à partir d'une installation HT
6	8

Il faudra noter que ces valeurs ne sont valables qu'en fonctionnement normal, sans tenir compte des appareils pouvant générer des courant d'appel importants et des chutes de tension au démarrage comme le cas des moteurs par exemple.

Cette chute de tension peut-être également déterminée par calcul, les relations ci-dessous permettent de la calculer dans une canalisation.

Tableau 1. 5- Formule de la chute de tension dans une canalisation

Circuits		Chute de tension
		En	Monophasé : (deux phases)
2		100
			Monophasé : (phase et neutre)
2		100
			Triphasé : (trois phases équilibrées ou sans neutre)
v3		100

- 22 -

Avec :

I_B : Courant d'emploi en ampère ;

L : Longueur du câble en km ;

R_o: Résistance linéaire d'un conducteur en Ù/km, généralement R = 22,5 SZmm²/ km pour le Cuivre 36 SZmm²/ km pour l'Aluminium, S (section en mm) ; R négligeable pour S > 500 mm2 ;

X : Réactance linéique en Ù/km ; négligeable pour S < 50 mm². o

En l'absence d'indication prendre X_o = 0,1 Ù/km.

1.8.2. Chute de tension relative

Une chute de tension se produit lorsque la tension est inférieure à la tension nominale. Les normes et les décrets autorisent une baisse de la tension moyennée sur dix minutes jusqu'à 10% de la tension nominale (c'est-à-dire 207 V en basse tension) avant de considérer qu'il s'agit d'une chute de tension excessive.

Un réseau électrique est dimensionné et construit de telle sorte qu'entre le tableau de basse tension (dans le poste de transformation) et le coffret de branchement le plus mal desservi, la chute de tension maximale soit de 10%. [12]

Cependant, il peut arriver que les chutes de tension dépassent la valeur admissible. En effet, bien qu'à la base le réseau soit monté de sorte à ne pas connaître ce problème de tension, les cinq points suivants énoncent les raisons possibles :

> Les calculs qui doivent être faits pour savoir comment ajouter un raccordement ne sont pas toujours traités jusqu'au bout par manque de temps ;

> Les puissances consommées des utilisateurs peuvent augmenter selon les ajouts d'installations des utilisateurs ;

> Les industries se développent sur le réseau BT ;

> Pour raisons économiques, les rajouts de raccordement ne sont pas toujours faits comme il le faudrait ;

> Le réseau est mis en place sachant que dans 95% des cas, les utilisateurs ne consomment pas simultanément leur puissance maximale. Mais des problèmes de tension peuvent survenir dans les 5% des cas restants.

- 23 -

La chute de tension relative (en pourcentage) en système triphasé peut être calculée par l'expression suivante :

( ) :

100 (1.11)

Avec :

: Chute de tension en triphasé en volts;

U : Tension composée du réseau en volts (= 400 V) ;

P : puissance active transitant dans le tronçon en watts ;

L : longueur du tronçon en Kilomètres ;

: Résistance linéique du conducteur en ;' ;

: Réactance linéique du conducteur en ;' ;

: Déphasage entre tension et intensité qui sont en régime alternatif sinusoïdal. En l'absence

de mesure de déphasage, on considère en pratique 0 4.

Cette expression montre que la chute de tension relative est proportionnelle à la distance du tronçon et à la puissance active transitant dans le tronçon. Les résistances et réactances linéiques du conducteur dépendantes de la nature des câbles (aluminium, cuivre...) et de leur section jouent également un rôle dans la chute de tension relative.

1.9. Conclusion

Dans ce chapitre nous avons exposés les notions de base nécessaire à la distribution de l'énergie électrique à fréquence industrielle. Nous avons présentés aussi la méthode à suivre pour mener à bien la détermination de la section minimale et le choix des dispositifs de protection d'une canalisation.

- 24 -

Chapitre 2 : ANALYSE DU MILIEU D'ETUDE

2.1. Introduction

Dans le présent chapitre, nous présentons la cellule CRAA (c'est-à-dire sa division, son historique et sa situation géographique) qui représente le milieu d'étude pour le présent travail, et nous faisons l'analyse de la situation existante de toute l'installation électrique basse tension pour enfin aboutir à des thèses qui nous amènerons au réaménagement de cette installation.

2.2. Présentation du site

2.2.1. Brève historique

La cellule CRAA est l'une des cellules du quartier Gambela I dans la commune de Lubumbashi. Sa superficie de (1,64×0,64) km² soit 1,1 km² (valeur approximative estimée avec le logiciel Google Earth) était occupée d'une part par les cultivateurs qui oeuvraient leurs travaux champêtres et d'autre part, par l'ancien cimetière Kimbebe.

Ce contré a vu les jours en 1998 lors de la distribution des terrains par le ministère de l'enseignement supérieure et universitaire aux agents de CRAA tout autour de ce centre pour essayer d'étouffer le cambriolage qui se manifestait. Du fait que ce centre se trouvait dans le terrain de l'Unilu, c'est ainsi par la même occasion que ses professeurs furent bénéficiaires eux aussi des parcelles octroyer par l'université de Lubumbashi. Cette cellule doit son au Centre de Recherche Agro-alimentaire, en sigle CRAA, qui y existait avant.

Auparavant, cette cellule s'approvisionnait en énergie électrique au travers la cabine de transformation que disposait le centre CRAA dénommée CRAA I.

Vu la prolifération des maisons et l'avènement de certaines petites et moyennes entreprises dans ce contré, la Société Nationale d'Electricité (SNEL) songea d'y installer, par

demande de la population, une autre cabine de transformation CRAA II de 400 qui, par sa
propre puissance n'était plus en mesure de desservir toute la population au fil du temps. C'est

ainsi qu'en 2014, l'on installa une autre cabine de transformation CRAA III de 630 afin de
palier à la demande qui ne cessait de croitre du jour au jour.

- 25 -

Mais, malgré l'installation de toutes ces cabines, la globalité de la population n'a jamais été satisfaite de la qualité du réseau car la construction des nouvelles maisons et des nouveaux morcellements des parcelles, qui nécessitent des nouveaux raccordements, continuent jusqu'à aujourd'hui.

Notons ici que les cabines CRAA II et CRAA III font objet de notre étude d'amélioration de la desserte en énergie électrique que présente ce contré.

2.2.2. Division

Le quartier Gambela I est subdivisé en 6 cellules qui sont quant à elles subdivisées en différents blocs :

> Cellule Polytechnique ;

> Cellule Mohamed ;

> Cellule Psychologie ;

> Cellule Gambela ;

> Cellule Mapendo ;

> Cellule CRAA qui est notre champ d'étude.

2.2.3. Situation géographique

Le quartier Gambela I est limité :

> Au nord, par l'avenue Umba Kyamitala;

> Au sud, par le boulevard M'siri ;

> A l'Est, par la route Likasi et l'avenue LD.Kabila ;

> A l'Ouest par la route Kassapa.

La cellule CRAA quant à elle, est circonscrite par les limites suivantes :

> Au nord, par l'avenue Umba Kyamitala ;

> Au sud, par l'avenue polytechnique ;

> A l'Est, par la route Likasi et l'avenue LD.Kabila ; > A l'Ouest, par les avenues Batuku et Circulaire I.

- 26 -

Le logiciel Google earth fourni les coordonnées géographiques ci-dessous tel que montré par la vue aérienne de la figure 2.1.

? Latitude sud : 11° 36' 12,48» ; ? Longitude Est : 27° 29' 11,36» ; ? Elévation : 1284 m ;

? Altitude : 3,00 km.

Avenue Umba

Avenue LD. Kabila

Route Likasi

Avenue Circulaire I

Avenue Polytechnique

Figure 2.1 - Vue aérienne de la cellule CRAA

2.3. Postes de livraison

Un poste de livraison reçoit de l'énergie électrique du réseau MT et la transforme en BT en assurant la protection des personnes et des matériels. Le comptage de l'énergie ne doit pas perturber le réseau amont de distribution.

- 27 -

Deux postes (cabines) HTA/BT de livraison de l'énergie électrique assurent l'alimentation de cette cellule. Ce travail est basé sur le poste CRAA II (qui est un poste bas de poteau) et sur la cabine CRAA III (qui est une cabine en maçonnerie traditionnelle).

Ils sont alimentés en simple antenne (réseau arborescent) et ont un transformateur

triphasé chacun respectivement de 400 et 630 , avec comme tensions de service de

15/0,4 .

Les images ci-dessous montrent respectivement le poste bas de poteau CRAA II et la cabine en maçonnerie traditionnelle CRAA III.

Figure 2.2 - Poste CRAA II

- 28 -

Figure 2.2- Cabine CRAA III

2.3.1. Description du poste CRAA II et de la cabine CRAA III

Ces deux point de livraison de la cellule CRAA sont constitués en général par :

? Un transformateur ;

? Une protection électrique dans le coffret BT ; ? Une canalisation électrique.

2.3.1.1. Transformateur

Le transformateur est un appareil électromagnétique statique destiné à transformer un courant alternatif primaire en un autre courant secondaire de même fréquence ayant dans le cas général d'autres caractéristiques, en particulier, un autre courant et une autre tension. [13]

- 29 -

Le transformateur permet donc de modifier la tension et le courant dans un circuit. Grâce à lui, l'énergie électrique peut être transportée à grande distance de façon économique et distribuée dans les usines et les maisons.

Le poste CRAA II est un poste de type bas de poteau ayant un transformateur abaissant la moyenne tension de 15000 V en basse tension de 400 V. Il est alimenté en simple antenne par le feeder Monastère du poste Unilu HT/MT.

Sa puissance est de 400 , c'est-à-dire :

400 et 0 4 , étant donné que /3 , le courant nominale du

transformateur se déduit par :

400

577 35

/3 /3 0 4

Le courant nominale secondaire est donc presqu'égal à 577,4 A.

La cabine CRAA III est une cabine de transformation en maçonnerie traditionnelle qui transforme du 15000 V en 400 V. Elle est également alimentée par le même feeder du poste

Unilu. Sa puissance est de 630 , c'est-à-dire que le courant nominal secondaires selon est

égal à 909 3 .

2.3.1.2. Protection électrique

La Commission Electrotechnique Internationale (C.E.I) définie la protection comme l'ensemble des dispositions destinées à la détection des défauts et des situations anormales des réseaux afin de commander le déclenchement d'un ou de plusieurs disjoncteurs et, si nécessaire d'élaborer d'autres ordres de signalisations. [14]

Dans le cas d'un transformateur, la protection électrique est assurée en moyenne tension tout comme en basse tension.

1° Coté moyenne tension

Du coté MT, les machines sont protégées par les mêmes composants qui sont :

- 30 -

> Des parafoudres de 17,5 kV qui assurent la protection du transformateur contre les surtensions dues notamment aux foudres en cas d'orages et aux harmoniques pouvant se présenter dans la ligne ;

> Des ruptofusibles qui protègent contre les court-circuits.

2° Coté basse tension

Du coté BT, nous avons pour les deux points de livraison :

> Les mises à la terre qui protègent les personnes dans le poste face à l'électrocution par contact aux matériaux métalliques ;

> Des fusibles qui doivent fondre en cas des surintensités qui sont dues soit aux court-circuits soit aux surcharges excessives;

> Des disjoncteurs général basse tension (DGBT) de 630 A (CRAA II) réglé à 80 %

du courant nominal du transformateur 578 (valeur lue sur la plaque
signalétique), c'est-à-dire que courant nominal de déclenchement sera donné par ₁:

1 0 8 578 462 4

Et pour CRAA III, nous avons un disjoncteur de 1250 A réglé toujours à 80 % et un courant secondaire du transformateur de 909,3 (valeur reprise dans le tableau 2.1), son courant nominal de déclenchement sera égal à :

2 0 8 909 3 727 44

2.3.1.3. La canalisation électrique

Pour montrer rapidement et simplement l'ensemble de la canalisation du poste CRAA II, nous allons faire recours aux schémas unifilaires des figures ci-dessous.

Ces canalisations sont constituées par :

> Des conducteurs de 2 185 2 par phase et de 1 185 2 au neutre reliant

le transformateurs au DGBT ;

> Du câble montée ligne de 95 2 ;

- 31 -

? De 6 départs (pour CRAA II) qui sont des conducteurs en aluminium ayant pour isolant le PVC (communément appelé pré-assemblés) et sont suspendus aux

poteaux dont les départs 1, 3, 4 et 5 ont une section de 35 2 et les départs 2 et 6

ont chacun respectivement une section de 25 2 et 50 2 .

? De 4 départs (pour CRAA III) qui sont toujours des pré-assemblés suspendus aux

poteaux ayant pour les départs 1, 2 et 4 une section de 35 2 et pour le départ 3,

une section de 70 2

Les figures ci-dessous présentent les schémas unifilaires du poste CRAA II et de la cabine CRAA III et les tableaux ci-dessous donnent respectivement pour le poste CRAA II et la cabine CRAA III des valeurs des courants en ampères (charges) pour chaque départ de trois phases et de couleur Rouge, Jaune et Bleue.

2.3.2. Calcul des taux de charge

Le taux de charge est le rapport, en pourcentage, du courant prélevé aux borne du disjoncteur c'est-à-dire la somme des courants transitant dans les canalisations des différents départs, sur le courant nominale du transformateur.

Notons ici que les charges reprises dans les tableaux ci-dessous, ont été prélevées à des heures de moindre consommation et à des heures de forte consommation (heure de pointe).

2.3.2.1. Taux de charge du poste CRAA II

1° Taux de pointe

Le courant nominal du transformateur étant de 578 A et la pointe que nous remarquons dans le tableau ci-haut est celle de la phase rouge au niveau du DGBT qui donne 502 A.

Le taux de pointe 1 100 (2.1)

- 34 -

Ruptofusible

Arrivée

Feeder Monastère 15 kV

Ruptofusible

DGBT

DGBT

1250 A

630 A

Fusibles

Transformateur 400 kVA

Jeux des barres

Transformateur 630 kVA

TGBT

TGBT

Fusibles

Dep 1 Dep 2 Dep 3 Dep 4 Dep 5 Dep 6 Dep 1 Dep 2 Dep. 3 Dep 4

230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V 230/400 V

Figure 2.4- schéma unifilaire du poste CRAA II Figure 2.5- schéma unifilaire de la cabine CRAA III

- 35 -

Tableau 2.1 - Les charges des différents départs (CRAA II)

	ARRIVEE GEN.
				4 35^2			4 25^2			4 35^2			4 35^2			4 35^2			4 50^2
Heures	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B
15h45'	471	386	241	37	37	49	145	121	97	80	43	44	97	5	-	22	28	30	69	127	42
15h51'	447	381	237	30	36	49	149	124	102	79	50	44	88	5	-	23	29	29	60	130	40
15h55'	481	400	243	41	38	51	140	125	99	85	50	48	84	7	-	22	33	33	66	125	36
18h 35'	402	374	286	41	28	43	123	126	156	61	48	19	87	5	-	5	19	7	83	150	59
18h48'	468	449	388	45	35	50	156	143	187	66	59	48	88	7	-	25	27	8	87	178	94
19h10'	502	465	410	63	40	58	171	149	189	69	63	52	102	8	-	28	27	8	89	179	101

- 36 -

Tableau 2.2 - Les charges des différents départs (CRAA III)

	ARRIVEE GEN. DGBT			Dep.1			Dep. 2			Dep. 3			Dep. 4
				4 x 35^2			4 x 35^2			4 x 70^2			2 4 x 35
Heure	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B	R	J	B
14h 55'	501	397	309	286	172	103	70	115	140	45	67	19	100	90	81
15h10'	493	430	330	270	174	114	66	120	127	45	62	21	100	90	78
15h15'	520	440	360	303	170	119	80	139	149	52	73	23	95	90	84
15h20'	470	430	359	271	170	126	84	133	150	48	64	25	89	90	85
15h30'	458	436	371	280	175	135	71	130	155	49	65	27	97	82	76
19h 32'	519	461	279	286	196	-	79	131	159	51	69	30	102	96	81
19h 53'	525	496	275	291	210	-	81	126	139	48	69	41	106	91	94
20h 03'	540	521	292	298	212	-	82	135	156	54	78	41	108	98	95
20h 22'	540	525	297	299	211	-	80	138	156	55	80	42	107	95	97

D'où le taux moyen 2 100

·

- 37 -

5 2

1 578

100 86 85

1 87

2° Taux moyen

Le courant moyen que nous calculons à partir des valeurs prélevées au DGBT et en appliquant la moyenne arithmétique, nous obtenons 459 A.

D'où le taux moyen 1

100 (2.2)

459

1 578

100 79 41

1 79

2.3.2.2. Taux de charge de la cabine CRAA III

1° Taux de pointe

Le courant nominal du transformateur étant de 909,3 A et la pointe dans le tableau 2.3 ci-haut est 540 A.

Le taux de pointe 2

100

54

2 9 9 3

100 59 38

2 59

2° Taux moyen

Le courant moyen que nous calculons à partir des valeurs prélevées au DGBT et en appliquant la moyenne arithmétique donne 465,3 A ;

- 38 -

	465 3	100 51 2
2	9 9 33

2 51

2.3.3. Vérification de la chute de tension

L'estimation de la chute de tension relative a été effectuée dans différents tronçon dans la canalisation de CRAA II et de CRAA III. Considérons les schémas électriques de la figure 2.6 et 2.7 ci-dessous illustrant le positionnement des abonnés ou des espaces de livraison (EDL) dans chacune des canalisations.

Un certain nombre de variables sont à considérer pour estimer la chute de tension en un point du réseau, c'est notamment la longueur du réseau entre l'utilisateur et le poste d'alimentation, type et section des câbles, puissances appelées sur le ou les tronçons concernés. [12]

Il est possible, à partir des données de réseau cartographiées, de restituer ces données de façon ponctuelle pour un utilisateur donné. Cependant, à l'heure actuelle, la SNEL ne dispose d'aucune de ces données de façon automatique. De plus, il existe une base de données sur les EDL (Espaces De Livraison), mais non pour les utilisateurs, population sur laquelle nous cherchons à faire des estimations.

Les estimations de la chute de tension relative s'effectuent en considérants les données récoltées (voir tableaux ci-dessous) dans les différentes répartitions des réseaux BT de la cellule CRAA.

Il faut noter que nous considérons sur chaque tronçon la puissance moyenne (pour estimer la chute de tension possible) et des câbles en aluminium. Les tronçons PA contiennent la puissance cumulée à desservir pour ces départs de ces points de livraison.

G

F

P

A

- 39 -

D

E

C

Figure 2.6-Schéma électrique CRAA II

Légende

: EDL

: Poste HTA/BT

: Tronçon
(canalisation BT)

: Feeder HTA

B

F

E

C

P

D

A

B

Figure 2.7 - schéma électrique CRAA III

- 40 -

Tableau 2.3 - Données du réseau BT (CRAA II)

Tronçon	Section ( )	Longueur (km)	;	;	Puissance (W)
PA	35	0,012	1,03	0,1	62927
AB	35	0,08	1,03	0,1	57299
PC	25	1,83	1,44	0,1	9852
PD	25	0,31	1,44	0,1	31731
DE	16	0,12	2,25	0,1	19130
DF	16	0,45	2,25	0,1	18487
FG	16	0,53	2,25	0,1	15891

Tableau 2.4 - données du réseau BT (CRAA III)

Tronçon	Section ( )	Longueur (km)	;	;	Puissance (W)
PA	35	0,009	1,03	0,1	71523
AB	35	0,25	1,03	0,1	49962
PC	35	0,14	1,03	0,1	65666
CD	25	0,59	1,44	0,1	20442
CE	25	1,64	1,44	0,1	16441
EF	16	1,02	2,25	0,1	9155

Nous en déduisons que (en utilisant la formule 1.11) :

? ? ?	2.3.3.1. (		Pour le poste 62927 57299 9852 1	CRAA II 0 012 1 3+	1	4	100 100 100	3 16	0 5 06 67	; ; ;
	(	)		4 0 08 1 3+	1	4
	(	)		4 83 1 44+ 1	4
		)		4

- 41 -

> > > > > > > > > >	( )	31731 0 31 1 44: 1 4	100 100 100 100 4 100	9 09 ; 3 28 ; 11 91 12 05 0 43 8 35 ; 6 15 ; 11 16 24 94 13 36 .	; . ; ; ;
	( )	4
		19130 0 12 2 254: 1 4 18487 0 45 2 25: 1 4
	( ) ( )	4 15891 0 53 2 25: 1 4
	2.3.3.2. ( )	4 Pour la cabine CRAA III 71523 0 009 1 3: 1
	( )	4 49962 0 25 1 3: 1 4	100 100 4 100
	( )	4 65666 0 14 1 3: 1 4
	( )	4 20442 0 059 1 44:
	( )	4 16441 1 64 1 4 1 4	100 100
		4 9155 1 02 2 25: 1 4
	( )	4

À partir de ces calculs, nous pouvons déterminer les chutes de tension sur les EDL comme nous les montrons dans les tableaux ci-dessous.

Tableau 2.5 -Calcul des chutes de tension en certains points du réseau BT (CRAA II)

	Cumul % en
Chute de tension en B : PA + AB	3,56
Chute de tension en C	16,67
Chute de tension en E : PD + DE	12,37
Chute de tension G : PD + DF + FG	33,05

- 42 -

Tableau 2.6 -Calcul des chutes de tension en certains points du réseau BT (CRAA III)

	Cumul % en
Chute de tension en B : PA + AB	8,78
Chute de tension en D : PC + CD	17,31
Chute de tension en F : PC + CE + EF	44,45

2.4. Procédures d'exploitation [15]

Dans une installation électrique, il faut veiller continuellement à assurer :

> La continuité de services ;

> La protection des personnes et des biens de l'installation.

Pour remplir ces conditions, il est nécessaire d'avoir prévu à la construction du

poste :

> Les manoeuvres à accomplir en cas d'incident ;

> Les personnels habilités à effectuer ces manoeuvres ; > Les cosignes à appliquer.

Cet ensemble des mesures est regroupé dans les procédures d'exploitation que la société nationale d'électricité ne prend pas du tout en compte.

La coupure d'un poste de livraison doit être effective soit en cas de défaut, soit en cas d'une coupure volontaire pour une intervention sur l'installation tels que : changer les fusibles, intervenir sur le transformateur afin d'assurer la maintenance.

2.4.1. Coupure en cas de défaut

> Le défaut peut être externe au poste de livraison ou de la canalisation, dans ce cas, la coupure s'effectue automatiquement par le système de protection fusibles ou disjoncteur. En général, seul le départ concerné par le défaut doit être mis hors tension ;

- 43 -

> Le défaut peut être interne au poste, dans ce cas, il faut isoler le poste de toute alimentation et relier le feeder d'alimentation à la terre. Ces défauts sont tels que la diminution du pouvoir diélectrique d'huile du transformateur, le court-circuit entre spires du transformateur, etc.

2.4.2. Coupure volontaire

Il s'agit d'intervenir sur l'installation, pour une réparation ou une modification et dans ce cas, on doit :

> Couper le courant en aval par le disjoncteur ;

> Couper l'arrivée du courant à l'aide de l'appareil de commande situé en amont (sectionneur) ;

> Relier le circuit à la terre.

2.5. Observations sur ces réseaux

Dans ce contré, sur les observations qui ont été faites sur tous les réseaux électriques, nous avions retenus les suivantes :

> Bon nombre d'abonnés qui sont les plus éloignés du poste, sont alimentés par une ou deux phases ce qui justifie le déséquilibre observé sur ce réseau car entre

le taux de pointe et taux moyen, il y a une différence de près de 10 % ;

> Le fonctionnement du transformateur (poste CRAA II) à près de 90 %, ce qui crée l'échauffement exagéré de celui-ci surtout dans les heures de pointes. Cet échauffement a pour conséquence la détérioration de l'isolement et la diminution de la durée de vie du transformateur ;

> Le déclenchement des disjoncteurs dû à la charge et le délestage du feeder MT, ce qui n'assure pas la continuité de service ;

> Le vieillissement du disjoncteur du poste CRAA II dû à la fréquence de déclenchement élevée ;

> Certains abonnés ne sont pas desservis en énergie électrique parce que dans certains départs, certaines phases sont délestées pour éviter le déclenchement intempestif du disjoncteur. C'est-à-dire que lorsque l'on alimente tous abonnés avec toutes 3 les phases, il y a déclenchement du disjoncteur ce qui justifie

- 44 -

l'incapacité de ce poste de pouvoir répondre à toutes les demandes en puissance de la population ;

? La sélectivité des protections n'est pas assurée car les fusibles existant ne sont pas calibrés en fonction de la charge et en fonction de la protection (DGBT) se trouvant en amont;

? La distance entre le point de livraison et le dernier abonné s'étend à plus de 3 kilomètres, ce qui crée une chute de tension excessive qui avoisine les 40 % de la tension (valeur incohérente d'avec les normes) et explique le dépassement des rayons d'actions des transformateurs parce que le rayon d'action d'un poste neuf est de l'ordre de 350 à 400 m environ en zone non agglomérée et de 250 à 300 m environ en zone agglomérée. Ce rayon d'action peut varier fortement en fonction de la puissance des consommateurs alimentés. Il sera placé de façon à desservir au mieux les charges à alimenter, mais sa position dépendra principalement de l'emplacement du terrain disponible pour l'y construire [16];

? Pour certains départs, la section est sous dimensionnée, c'est notamment le cas du départ 2 du poste CRAA II. Ce dépassement introduit davantage la chute de tension ;

? Le manque des boites de sectionnement pour abonnés (BSA) ;

? L'enchevêtrement des réseaux CRAA II et CRAA III, ce qui complique le diagnostic des pannes.

2.6. Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présentés le milieu d'étude qui est la cellule CRAA. Nous avons présentés également l'analyse de toute l'installation existante. Nous avions constatés que cette installation présente des imperfections qui sont dues notamment au déséquilibre de la charge, à la chute de tension excessive chez les abonnés les plus éloignés des point de livraison, le fonctionnement anormale du poste CRAA II, le sous dimensionnement de la section des conducteurs et l'indisponibilité de la tension dans le feeder Monastère alimentant les points de livraison.

(3.2)

- 45 -

Chapitre 3 : REAMENAGEMENT DE L'INSTALLATION ELECTRIQUE

3.1. Introduction

Le réaménagement est l'action de réaménager qui veut dire aménager de nouveau, sur des nouvelles bases. Ce terme vient du verbe « aménager » qui signifie : transformer, modifier pour rendre plus pratique ou plus agréable.

Ainsi, dans le présent chapitre, nous allons aménager nouveau l'installation électrique existante de la cellule CRAA en ressortissant la demande globale en puissance de cette dernière et en se basant plus particulièrement au redimensionnement de la section des conducteurs des différents départs pour chacun des points de livraison existants.

3.2. Nombres des ménages

Etant donné que la superficie est connu, nous pouvons déterminer le nombre de parcelles tout en sachant que le service cadastral de la ville de Lubumbashi octroi des parcelles ayant :

? Une longueur (L) moyenne de 40 mètres ; ? Une largeur (l) moyenne de 30 mètres.

La surface est donc égale à :

(3.1)

40 30 1200 2

La superficie ( ) mesurée avec le logiciel Google Earth est de 1 1 2

soit 1 100 000 ². Etant donné que nous avons des avenues qui sont contenue dans cette superficie, nous pouvons estimés la superficie des parcelles à 1.000.000 m².

Le nombre de parcelles dans cette superficie donne :

1	833 33	- 46 -

12

834 parcelles.

En effet, nous avons pris un échantillon de 100 parcelles dont :

? 71 sont habitées par 1 ménage ;

? 14 par 2 ménages ; ? 8 par 3 ménages ; ? 6 par 4 ménages ; ? 1 par 10 ménages.

Le nombre moyen de ménages par parcelle est de :

71 1 + 14 2 + 8 3 + 6 4 + 1 1

1

71+28+24+24+1	1 33 ménage.
1

Avec le nombre de parcelles trouvé ci-haut, qui est de 834, nous déduisons une totalité de ménages de toute la celle CRAA :

(3.3)

834 1 33 1109 22

1109 menages.

3.3. Calcul de la puissance d'utilisation globale

La puissance d'utilisation (ou puissance installée) est la somme arithmétique des puissances nominales de l'ensemble des récepteurs de l'installation. Si l'ensemble des caractéristiques de l'installation ne sont pas connues, il est possible d'utiliser des tableaux constructeurs pour obtenir une estimation de la puissance installée.

Eu égard à ce qui précède, nous pouvons déduire, pour chaque ménage, un nombre de récepteurs suivant (après inventaire) :

- 47 -

3.3.1. Bilan de puissance de la consommation

Afin de déterminer la demande en régime normal, nous émettons les hypothèses

suivantes :

> La population s'accroit d'une année à l'autre ;

> L'évolution de la demande des autres consommateurs est difficile à prévoir d'une manière précise, car elle dépend fortement de l'environnement socio-économique dans lequel ces consommateurs évoluent. Toutefois, nous supposons une croissance économique saine ;

> Nous ne sommes pas en connaissance de certaines autres charges à ce stade.

Nous notons que l'ensemble de consommateurs, dans la cellule CRAA, est reparti en 6 classes selon la puissance consommée. Ces classes sont :

> Les ménages ;

> Les écoles ;

> Les églises ;

> Les petites industries ;

> Les complexes hospitaliers ;

> L'éclairage public.

3.3.1.1. Les ménages

En tenant compte du niveau de vie de la population qui habite ce contré, la configuration d'une maison qui peut être approximé en moyenne à ce qui suit, sans oublier qu'une parcelle peut contenir d'autres annexes de plus.

> Un salon ;

> Une chambre à coucher pour parents ; > Une chambre à coucher pour garçons ; > Une chambre à coucher pour filles ; > Une cuisine.

- 48 -

> Chauffe-eau : 1000 W ;

> Congélateur : 750 W ;

> Cuisinière : 2000 W

> Fer à repasser : 1000 W ;

> Frigo : 250 W ;

> Lampe à incandescence : 100 W ;

> Lecteur vidéo : 20 W ;

> Radio cassette : 20 W ;

> Télévision couleur : 75 W ;

> Ventilateur : 45 W ;

Le tableau ci-dessous donne un bilan de puissance consommée fonction des coefficients d'utilisation et de simultanéité.

Tableau 3.1 - Bilan de puissance des récepteurs

Type d'appareil	Puissance des récepteurs (W)	Nombre des récepteurs	PR xNR (W)	Ku	Ks
Chauffe-eau	1000	1	1000	1	0,6
Congélateur	750	1	750	0,75	0,6
Cuisinière	2000	1	2000	1	0,6
Fer à repasser	1200	1	1200	1	0,6
Frigo	250	1	250	0,75	0,6
Lampe à incandescence	100	10	1000	1	0,6
Lecteur vidéo	20	1	20	1	0,6
Radio cassette	20	1	20	1	0,6
Télévision couleur	75	1	75	1	0,6
Ventilateur	45	1	45	0,75	0,6

Où :

PR : Puissance des récepteurs ; NR : Nombre des récepteurs ; Ku: Facteur d'utilisation ;

- 49 -

: Facteur de simultanéité.

[a puissance maximale d'un ménage (voir tableau ci-dessous) est déterminée

par :

(3.4)

Tableau 3.2 - Détermination de la puissance max d'un ménage

Types d'appareil	PR NR (W)			(W)
Chauffe-eau	1000	1	0,6	600
Congélateur	750	0,75	0,6	337,5
Cuisinière	2000	1	0,6	1200
Fer à repasser	1200	1	0,6	720
Frigo	250	0,75	0,6	112,5
Lampe à incandescence	1000	1	0,6	600
Lecteur vidéo	20	1	0,6	12
Radio cassette	20	1	0,6	12
Télévision couleur	75	1	0,6	45
Ventilateur	45	0,75	0,6	20,25
Total	6360			3659,25

[a puissance maximale d'utilisation d'un ménage en fonction des facteurs d'utilisation et de simultanéité est donc égale à peu près 3,66 kW. D'où

3 66 .

La puissance totale demandée par les ménages est donnée par :

(3.5)

3 66 1109 4058 94

4059 .

- 50 -

3.3.1.2. Les écoles

Dans la cellule CRAA, nous retrouvons 6 écoles qui font 72 classes au total (chaque classe ayant en moyenne les dimensions de 5 ×10 m). Pour une salle de classe, les normes et arrêtés exigent un éclairement de 300 lx. [17]

Cet éclairement sera produit par 8 luminaires fluorescents à grille de filament de 75 W qui seront côte à côte et espacé de 2,5 m.

Nous pouvons donc avoir :

> 8 × 72classes = 576 luminaires ;

> La puissance totale demandée (avec 1) des écoles est

576 75 43200

43 2

3.3.1.3. Les églises

Nous disposons dans ce contré 11 églises qui peuvent avoir en moyenne des récepteurs suivants :

> 6 baffles de 250 W ;

> 1 mixeur de 120 W ;

> 1 synthétiseur de 120 W ;

> 15 lampes à incandescences de 100 W.

Le tableau ci-dessous donne le bilan de puissance de ces récepteurs. Tableau 3.3 - Détermination de la puissance max d'une église

Types d'appareil	PR N R (W)			(W)
Baffles	1500	1	0,6	900
Lampes à incandescence Mixeur	1500	1	0,6	900
Synthétiseur	120	1	0,6	72
	120	1	0,6	72
Total	3240			1944

15

- 51 -

La puissance d'une église étant de 1944 W, donc la puissance totale demandée de toutes les églises donne :

1944 11 21384 21 4

3.3.1.4. Les petites industries

Nous considérons comme petite industrie, l'atelier de soudure qui se trouve dans cette cellule, elle comporte des éléments suivants :

? Une foreuse de 2500 W ;

? Une disqueuse de 2100 W ;

? Un poste à souder de 15 kW;

? Trois lampes à incandescence de 100 W.

Son bilan de puissance est donné dans le tableau ci-dessous. Tableau 3.4 - Détermination de la puissance max de l'atelier

Types d'appareil	PR N R (W)			(W)
Foreuse	2500	1	0,6	1500
Disqueuse	2100	1	0,6	1260
Poste à souder	15000	1	0,6	9000
Lampes à incandescence	300	1	0,6	180
Total	19900			11940

La puissance totale demandée par l'atelier est : 11 94

3.3.1.5. Les complexes hospitaliers

Le centre hospitalier existant dans la cellule a une puissance installée estimée à

15 kW. Avec 1, nous avons une puissance totale de :

- 52 -

3.3.1.6. L'éclairage public

Faute du plan cadastral définitif de la cellule qui ne pas à notre disposition, nous pouvons considérer en première approximation 110 lampes (projecteurs) pour l'ensemble, car le logiciel Google Earth montre, en longueur de près de 1,64 km, cinq avenues parallèles dont quelques-unes s'achèvent à une longueur donnée et n'arrivent pas au bout.

Ainsi, dans une multitude des lampes qui existent sur le marché, nous optons pour le ballon fluorescent car celui-ci est caractérisé par :

? Efficacité lumineuse élevée, jusqu'à 80 lm/W ;

? Durée de vie : 10 000 h ou plus dans de bonnes conditions ; ? Lumière blanche et variée.

Le ballon fluorescent s'est imposé dans tous les éclairages extérieurs et des locaux industriels de grandes dimensions. [17]

Notons que dans le domaine de l'éclairage public, son principal avantage reste sa robustesse, sa fiabilité et son prix (étant donné que nous recherchons toujours électrifier à moindre coût).

Nous prenons ici une lampe de 250 W, c'est-à-dire pour l'ensemble de la cellule,

nous aurons une puissance totale de (avec 1):

110 250 27500

27 5

La puissance totale demandée (ou foisonnée) de la cellule CRAA, est égale à la

somme de toutes ces puissances partielles évaluées ci-dessus, nous obtenons ainsi :

(3.6)

4059 43 2 21 4 11 94 15 27 5

soit .

La puissance totale foisonnée en est (avec un facteur de puissance retenue

par la SNEL de 0,85):

- 53 -

3.3.2. Choix de la puissance de la source d'alimentation normale

On entend par source normale, la source d'alimentation permettant l'exploitation normale des équipements.

A partir de la puissance totale foisonnée Pf fournie par le bilan de puissance, la puissance de la source d'alimentation ( ) s'obtient par l'expression suivante [18] :

(3.7)

Où :

: Puissance du transformateur (source d'alimentation) ; : Puissance totale foisonnée ;

: Facteur de réserve ou d'extension future ( 1 3 valeur que nous

avons optés dans ce travail).

3551 3 1 3 4616 69

La puissance disponible étant de 1030 , c'est-à-dire 400 pour le poste

CRAA II et 630 , elle n'est capable de desservir normalement que 22 % de la

population de ce coin de la ville. Les 88 % restant, équivalent à 3587 nous permet de

pouvoir augmenter d'autres transformateurs.

Etant donné que la cellule CRAA est entourée par d'autres cellules non électrifiées, nous privilégions dans ce travail, les transformateurs de grande puissance car ceux-ci peuvent desservir à des rayons d'action considérables.

Vu la puissance restante et vu que les transformateurs doivent fonctionner à 75

% de la charge nominale, nous pouvons ajoutés 4 transformateurs de 1250 dans ce
contré afin de répondre à la demande en énergie électrique qu'il présente.

- 54 -

3.4. Dimensionnement des matériels du nouveau réseau

Les transformateurs trouvés ci-haut sont tous de 1250 , ainsi dans ce

paragraphe, nous allons calculer tous les matériels en fonction de cette puissance et cela sera équivalent à tous ces transformateurs.

Vu la puissance de 1250 , l'enceinte que contenir le transformateur doit
être soit une cabine maçonné traditionnel soit un poste compact car les normes exigent qu'à

partir de la puissance de 160 à 1250 , les points de livraison en énergie électrique soient
des postes d'extérieur. [19]

Etant donné que les postes compacts coûtent cher, nous optons ici les cabines maçonnés traditionnels parce que ceux-ci peuvent être construits à moins cher.

3.4.1. Détermination de la section du câble principal

Le câble principal dont il est question, c'est le câble reliant le transformateur, le disjoncteur et le jeu de barre. Pour déterminer cette section nous devons calculer d'emploi et le facteur de correction K à appliquer à l'intensité du courant d'emploi pour avoir le courant admissible dans les conducteurs.

3.4.1.1. Courant d'emploi

Le tableau 2.1 donne un courant nominal, pour ces transformateurs, de 1804 A. Ce courant est celui qui va circuler dans le circuit principal, donc du transformateur

jusqu'au jeu de barre. Nous le considérons comme le courant d'emploi 1804 .

3.4.1.2. Facteur de correction K

Les câbles de liaison transformateur- jeu de barre les rependus sur le marché étant les câbles en caoutchouc ou en PVC, nous obtenons dans ce cas la lettre de sélection F, ce qui permet de suivre le logigramme de la figure 1.5.

Le facteur est composé des facteurs tenant compte des influences suivant (voir

annexe A):

? Le mode de pose (K1) : pour la lettre de sélection F, K1 = 1 ;

? Le groupement des circuits (K2) : étant donné que nous avons 3 phases, cela équivaut à 3 circuits, d'où on a K2 = 0,80 ;

- 55 -

? La température ambiante (K3) : la température ambiante de la ville étant de 25 °C, le facteur K3 = 1,07.

En appliquant la formule 1.4, nous obtenons :

1 2 3 1 0 80 1 07 0 856

La protection sera assurée par le disjoncteur, le courant 18 4

856 2107

Le courant est un courant fictif qui doit être supporté par le câble dans des

conditions standards et c'est avec ce courant que nous allons choisir les câbles dans le tableau A.5 en annexe.

Ainsi en tenant compte de l'intensité de 2107 A, nous devons prendre un câble qui a une intensité immédiatement supérieure.

Donc nous prenons par phase un câble multiconducteur en PR3 de section de

400 2 et de longueur presqu'égal à 7 mètres, car 2168 A divisé par 3 donne à peu près
723 A ce qui donne cette section dans le tableau A.5.

Le conducteur du neutre doit être inferieure que celle des phases parce que la norme NF C 15-100 exige que ce conducteur aura une section inferieur lorsque les conducteurs de phases ont une section supérieure à 16 mm² pour le cuivre et 25 mm² pour l'aluminium. [20]

La chute dans cette canalisation sera égale à :

v3 Avec : 2168 0 005 22 5 4 36 4

0 056 / 0 09 /

0 85 (Valeur retenue par la SNEL)

v3 2168 0 005 0 056 0 85 0 09 0 85 1 076
En pourcentage, on a :

( ) 1 1 76 0 269

4

La section de 400 mm², nous la retenons parce qu'avec elle, la chute de tension ne dépasse pas la condition de 5 % (voir tableau 1.4) imposée par la norme NF C 15-100.

- 56 -

3.4.2. Dimensionnement du jeu de barre

Le courant de court-circuit provoque une contrainte thermique dans le conducteur. Pour éviter la dégradation des isolants (qui peut ensuite conduire à des défauts d'isolement) ou une détérioration des supports barres, il faut utiliser des conducteurs ayant les sections minimales.

La valeur du courant de court-circuit pour nos transformateurs de 1250 est

de 30 09 tel qu'illustré dans le tableau C.1 (en annexe) pour les transformateurs
immergés dans un diélectrique liquide conformément à la norme NF C 52-112.

Le courant de court-circuit crête ( ) correspondant à la valeur extrême de
l'onde dans les contacts (ou connexions) entre les barres les appareillages est donné par la formule ci-dessous :

f (3.8)

Où :

: Courant de court-circuit crête en kilo ampères ;

: Courant de court-circuit du transformateur ( 30 09 ) ;

: Coefficient d'asymétrie (qui est égale à 1 pour un facteur de puissance de 1.

30 09 f2 1 42 553

43 .

L'effet thermique dû au passage du courant de court-circuit au niveau d'un jeu de barre se traduit par l'échauffement. Cet échauffement doit être compatible avec les caractéristiques des supports de barres.

La section minimale du jeu des barres est donnée par la formule 3.9 ci-dessous (température de 80°C avant court-circuit):

Où :

f (3.9)

: Section minimale des barres par phase ; : Courant de court-circuit crête ;

- 57 -

: Temps de coupure de l'organe de protection (disjoncteur) en seconde (= 0,1)

1000 43 7

v0 1 194 25 (Valeur normalisée)

3.4.3. Dimensionnement des départs

L'architecture des réseaux BT est largement conditionnée par la voirie, la nature et la densité des constructions. Sauf cas particulier, la meilleure structure est la plus simple : de type arborescent, le moins de longueur possible, sections de conducteur uniques ou à défaut décroissantes.

Les réseaux BT peuvent être réalisés en lignes aériennes (torsadé) ou en câbles souterrains. La technique de réalisation doit être conforme aux dispositions du cahier des charges de concession en vigueur localement. Si la technique de réalisation est libre, c'est à dire non imposée par l'environnement ou par le cahier des charges de concession, elle sera à choisir en fonction : [21]

> du dimensionnement électrique ;

> de la densité de charge de la zone et de son évolutivité ; > du contexte esthétique ;

> du moindre coût des travaux.

3.4.3.1. Dimensionnement des câbles de phase [20]

Trois méthodes sont retenues pour le dimensionnement des câbles de phases dont la section des conducteurs sera d'une section au moins égale à la plus forte des trois sections calculées :

> La méthode tenant compte des échauffements des câbles (norme NF C 15-100 partie 523) ;

> La méthode qui tient compte de la chute de tension (norme NF C 15-100
partie 525) ;

- 58 -

? La méthode qui tient compte aussi des courants de court-circuit (norme NF

C 15-100 partie 533).

1° Méthode

Le principe de cette méthode est de limiter l'échauffement du câble, afin de lui assurer une durée de vie satisfaisante. Cette température est définie dans le tableau ci-dessous.

Tableau 3.5 - Température maximale des conducteurs

Type d'isolation	Température maximale de fonctionnement (°C)
Polychlorure de Vinyle (PVC) Polyéthylène réticulé (PR) et Ethylène-Propylène (EPR)	Conducteur : 70 Conducteur : 90
Note : Les températures maximales de fonctionnement indiquées dans ce tableau ont été prises dans les normes NF C 32 -300 et NF C 32-301.

Apres avoir choisi le type d'isolation et sa température, il faut :

? Définir un mode de référence (B, C, D, E, F) en fonction d'un mode pose.

? Pour chacun des modes de référence, on doit vérifier la nature et le type de conducteurs ;

? Suivre la méthodologie du logigramme de la détermination de la section d'une canalisation (figure 1.5).

Dans notre cas, les conducteurs que la SNEL a jugée bon d'utiliser pour éviter le cambriolage qui se présente dans la ville et envisager le moindre coût, sont les conducteurs en aluminium avec isolation PVC.

Le mode de référence ou la lettre de sélection est F, car nous optons dans ce travail, des câbles mono-conducteurs suspendus aux poteaux.

Le courant d'emploi étant de 1804 A (courant nominal du transformateur), le

courant assigné , selon le logigramme, doit être supérieur à c'est-à-dire presqu'égal à

- 59 -

1820 A ; les câbles, au TGBT, sont immédiatement protéger par les fusibles et que le

courant qui doit être véhiculer est supérieur à 25 A, le courant admissible donne :

1 10 1 10 1820

2002

Le courant admissible corrigé avec le facteur de correction K (calculé ci-haut) donne en définitif :

2002

	2406 25
0 832

Pour un transformateur de plus de 250 , nous pouvons avoir 8 départs. [21]

Nos transformateurs étant de 1250 , nous optons aussi 8 départs, ce qui
pourra faciliter l'équilibrage des charges aux phases, ainsi, le courant admissible par départ sera d'au moins 301 A.

Le tableau A.5 de la détermination de la section minimale en fonction de la

lettre de sélection, du type de conducteur et de l'intensité fictive donne une section

de 180 2.

2° Méthode

Pour que la plupart des récepteurs fonctionne correctement, il est nécessaire de garantir une tension minimum aux bornes de ceux-ci.

Pour cela, la norme NF C 15-100 a établi le tableau 1.4 indiquant la chute de tension maximale admise suivant le type de récepteur.

Cette méthode consiste, à partir de la chute de tension indiquée dans ce tableau, ressortir la section minimale en appliquant sa formule générale.

La formule utilisée dans ce travail est la formule du tableau 1.5.

Dans notre cas, nous prenons en compte :

? La chute de tension 5 de la tension nominale basse tension, c'est-à-dire

20 V ;

? Le courant d'emploi de 301 A ;

? Un rayon d'action de près de 500 mètres c'est-à-dire que la longueur à considérer

est de 0,5 km ;

? La réactance linéique de 0,1 ?/km par manque d'indication ;

? La résistivité de l'aluminium de 36 ?mm2/km

- 60 -

> Un facteur de puissance de 0,85.

Ainsi on a :

v3

D'où :

20/ 0 1 0 85

v3 301 0 5 0 0752 /
0 85

36 /

Or (loi de Pouillet) 3 752

La section minimale, avec cette méthode, est donc égale à :

159 57 2

3° Méthode

Lors du passage d'un courant de court-circuit dans les conducteurs d'une canalisation durant un très court instant (quelques dixièmes de secondes à cinq secondes au maximum), l'échauffement est considéré adiabatique.

C'est à dire que l'échauffement reste limité à la partie conductrice du câble. Pour des temps inférieurs à 5 secondes, la relation est :

(3.10)

Où :

: Courant de court-circuit du transformateur ;

: Le temps de coupure du dispositif de protection ;

: Coefficient caractéristique de l'isolant du conducteur ; : Section minimale du conducteur.

Dans notre cas, nous retenons :

> Le courant de court-circuit de 30,09 kA (= 30090 A) ; > Le temps de coupure d'un dixième de seconde ;

- 61 -

> Le coefficient K = 68 (voir tableau D.1 en annexe D) ;

La section minimale est égale à :

v

30090² 0 1 68² 139 93 2

La section des phases qui doit desservir les boite de sectionnement pour abonnes retenue est celle de 180 mm² et la valeur normalisée la plus proche est de 185 mm² (aluminium).

3.4.3.2. Choix du conducteur neutre

La norme NF C 15-100 dans ses impératifs, stipule que la section du neutre doit

être égale à celle des conducteurs de phase ( ) dans les cas suivants :

> Dans les circuits monophasés ;

> Dans le cas des circuits triphasés de section de phase inférieure à 16 mm² en Cuivre et 25 mm² en Aluminium ;

> Dans le cas de circuits triphasés susceptibles d'être parcourus par des courants harmoniques de rang 3 ou multiples de 3 dont le taux d'harmoniques est compris entre 15% et 33%.

Attention si le neutre est chargé un coefficient de 0,84 est appliqué au courant admissible des câbles.

Etant donné que la section des phases retenue est de 185 mm2, c'est-à-dire, supérieure à 25 mm2, la section du neutre dans tous les départs sera égale à celle des phases. D'où nous aurons pour chaque départ :

3.5. Dimensionnement du conducteur PE

Son rôle est d'interconnecter les masses métalliques d'une installation et de véhiculer les courants de défaut. Ils doivent être de coloration vert/jaune lorsqu'ils sont isolés, et protégés contre les risques mécaniques et chimiques.

De plus en régime TN et IT, il est fortement recommandé de les faire cheminer dans la même canalisation que les conducteurs actifs.

Un problème se pose, ce que ces abonnés sont alimentés par la moyenne tension via les points de livraison. Cette alimentation en moyenne tension est assurée par le feeder

- 62 -

Les conducteurs de protection doivent respecter les conditions suivantes vis à vis de la connectique :

? Le circuit du câble de protection ne doit pas comporter d'organe de coupure (coupe-circuit, disjoncteur, ...) ;

? Le circuit du câble de protection doit relier les masses en parallèles et non en série ;

? Il faut prévoir dans le tableau de raccordement une borne.

Lorsqu'un conducteur de protection est commun à plusieurs circuits empruntant le même parcours, la section du conducteur de protection doit être dimensionnée en fonction de la plus grande section des conducteurs des phases.

La section minimale est définie dans le tableau ci-dessous.

Tableau 3.6- Section minimale du conducteur PE

Section des conducteurs des phases						Section du conducteur de protection
		<	16	2
16	2	<		35	2	16 2
		>	35	2		/ 2

Etant donné que la section des phases est supérieure à 35 mm², la section du conducteur de protection (PE) sera égale à :

/ 185 / 2 92 5 2

2

Sa valeur normalisée est de 95 mm² (aluminium).

3.6. Réaménagement proprement dit de l'installation

Le réaménagement de l'installation de la cellule CRAA, dans l'idéal, elle consiste à améliorer la desserte en énergie électrique basse tension afin de rendre disponible l'alimentation régulière des abonnés de ce coin de la ville.

- 63 -

Monastère qui aujourd'hui a des problèmes qui sont dues particulièrement à la surcharge des cabines de transformation qui y sont installées.

Afin d'assurer la disponibilité de service, nous devons en premier lieu chercher des solutions, qu'il faudra proposer à la SNEL, qui pourront maintenir la tension dans le feeder (MY) Monastère et en second lieu réaménager l'installation existante du coté basse tension.

3.6.1. Assainissement du feeder Monastère (en amont)

L'assainissement dont il est question va consister à la séparation, au niveau du poste UNILU, le tronçon qui est entre le poste et le tunnel. Car, vu la puissance totale demandée par la cellule CRAA de 4,617 MVA et celle qui est déjà disponible de 17,095 MVA face à celle du poste de 16,485 MVA, ça sera impossible que l'injecteur puisse supporter toute cette charge.

Le délestage opéré sur le feeder est dû à la surcharge, la problématique c'est que d'une part le courant est limité à partir du DGMT au poste UNILU fait que, avec la charge que les cabines sollicitent, celui-ci ne le supporte pas et d'autre part le réglage du DGMT du feeder Pyrotech au poste ZIL. Ce phénomène impacte non seulement les désagréments aux abonnés mais aussi sur les recettes de la société, d'où impérieuse nécessité de diviser le feeder en deux ternes dont la première alimentera toutes les cabines du poste jusqu'au tunnel et la seconde desservira la partie en aval du tunnel.

3.6.2. En aval (coté basse tension)

3.6.2.1. Choix des protections

L'étude de l'installation électrique consiste à déterminer précisément les canalisations et leurs protections (disjoncteurs et fusibles) dont le rôle est d'éviter les conséquences des incidents, surcharges et court-circuit, en permettant de :

? Limiter les contraintes thermiques auxquelles sont soumis les matériels ; ? Préserver la stabilité de l'installation ;

? Réduire la durée des perturbations.

- 64 -

1° Les disjoncteurs

Les disjoncteurs que disposent les points de livraison existant ont été normalement calibrés, mais il faudra seulement remplacer celui du poste CRAA II car il a déjà vieilli et ne déclenche pas même en cas des surcharges.

En ce qui concerne les disjoncteurs de nouvelles cabines, leurs calibres seront choisi en tenant compte de la norme NF C 15-100 qui exige que le courant nominale (ou calibre) du doit être compris entre le courant d'emploi et le courant admissible ( voir la formule 1.5 du paragraphe 1.7) ; ainsi dans ce cas, les courants nominal et admissible du transformateur de 1250 KVA étant respectivement de 1804 A et 2107 A, nous optons, comme dans cette plage il n'y a aucune valeur normalisée, le calibre de 2650 A.

2° Les fusibles

En conformité avec les normes et étant donné que le courant admissible dans les canalisations (ou par départ) est de 301 A, nous pouvons prendre des fusibles de calibre normalisé de 310 A.

Les points de livraison existant auront respectivement avec les leurs, auront des fusibles de calibre respectivement de 120 A pour CRAA II et 310 A pour CRAA III.

3.6.2.2. Dimensionnement de la section des câbles des départs

Pour le poste CRAA II, nous avons :

? Câble suspendus aux poteaux, d'où la lettre de sélection est F ;

? Transformateur de 400 ;

? Le courant d'emploi pour les 6 départs est de 96,2 A ; ? Le câble envisagé est le PVC3.

Nous obtenons, dans le tableau A.5, une section pour les phases de 50 mm² (aluminium). Cette section étant supérieure à 25 mm², le neutre prendra la même section,

d'où nous aurons par départ pour alimenter les BSA.

Pour la cabine CRAA III, nous avons aussi :

- 65 -

? Câble suspendus aux poteaux, d'où la lettre de sélection est F ;

? Le transformateur de 630 ;

? Le courant d'emploi pour les 4 départs est de 227,3 A ;

? Le câble envisagé est le PVC3.

Nous obtenons, dans le même tableau, une section pour les phases de 50 mm² (aluminium). Cette section étant supérieure à 25 mm², le neutre prendra la même section,

d'où nous aurons par départ pour alimenter les BSA.

3.7. Conclusion

Les propos recueillis aux abonnés les plus mal desservis et les mesures qui ont été effectuées au niveau des DGBT, nous amène à conclure que la population de la cellule CRAA présente des besoins en électricité qui ne sont pas aujourd'hui résolus, ce qui nous a permis, dans ce chapitre, de déterminer la puissance globale afin de déduire le nombre des sources d'alimentation que cette population a besoin, la section des différents départs qu'il faut utiliser pour éviter le problème de la chute de tension et de proposer le séparation du feeder Monastère en deux ternes pour assurer la continuité de service.

- 66 -

CONCLUSION GENERALE

Le travail dont il est question dans cette recherche a porté sur l'étude de l'amélioration de la desserte en énergie électrique basse tension d'une cellule communale par réaménagement de l'installation existante : cas de la cellule CRAA.

En effet, l'accès à l'électricité n'est pas une condition suffisante du développement économique et social d'un pays mais sans doute sa disponibilité en qualité et en quantité suffisante, en est une condition nécessaire.

Cependant, partant de la problématique qui est l'indisponibilité de l'électricité causée par des déclenchements des disjoncteurs en moyenne tension tout comme en basse tension, et la chute de tension qui se manifeste chez les abonnés les plus mal desservis de ce coin de la ville, il nous a paru nécessaire de trouver une alternative c'est-à-dire chercher des solutions durables pour faire face à ces situations inquiétantes.

Cette population présente un besoin en énergie électrique d'une puissance de

4617 face à 1030 qui existe déjà, ceci montre que seul 22 % des ménages seront
bien desservis.

Ainsi donc, nos résultats que nous avons obtenus lors de nos analyses montrent que pour répondre aux besoins de la cellule CRAA, il sera nécessaire d'utiliser :

? Pour le poste CRAA II, une section des départs et des fusibles respectivement de 4 X 50 mm² et 120 A ;

? Pour la cabine CRAA III, une section des départs et des fusibles respectivement de 4 X 120 mm² et 310 A ;

? Quatre transformateurs de 1250 qui pourront alimenter les 88 % des
ménages restant dont chacun aura un jeu de barre de 240 mm², un disjoncteur général basse tension de 2650 A, des fusibles dans chacune des phases pour 8 départs de 310 A, une section de 4 X 185 mm², une section du conducteur de protection de 95 mm² et câble principal de 240 mm² ;

? Revoir l'injecteur MT afin de maintenir la disponibilité de la tension dans le feeder Monastère pour assurer la continuité de service

- 68 -

SUGGESTIONS

Pour mener à bien la gestion des recettes et la continuité de service, la société nationale d'électricité (SNEL) doit :

> Identifier tous les abonnés afin de savoir son gain mensuel ou annuel pour tel ou tel autre cellule ou quartier ;

> Délimiter le réseau pour chaque point de livraison, selon les normes et selon la puissance du transformateur, afin d'éviter le problème de chute de tension et placer des boites de sectionnement pour abonnés (BSA) à des distances d'intervalles allant jusqu'à 200 mètres ;

> Faire le calcul nécessaire pour le raccordement des nouveaux abonnés ce qui va permettre de savoir si il faudra calibrer à nouveau les dispositifs de protection soit modifier la section des départs soit encore augmenter un autre départ sur le jeu de barre ;

> Faire une interpellation à la tutelle sur la révision de la production de l'énergie électrique, ce qui va lui permettre de répondre aux besoins de tous ses abonnés de la haute tension jusqu'en basse tension ;

> Engager des travailleurs compétant qui pourront contribuer à l'évolution de la société.

> Faire l'entretien régulier et selon un programme des réseaux de terre surtout dans les saisons sèches, afin de réduire sa résistance et d'assurer la sécurité des personnels et des matériels.

- 69 -

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] Théodore WILDI et Gilbert SYBILLE, "électrotechnique", 4^ème édition, Ed. De Boeck, Paris, juin 2005, pp 983-1022.

[2] Benoit de METZ-NOBLAT, "Calcul sur les réseaux électriques BT et HT", Schneider Electric Building a New world, Merlin Gerin, Edition Décembre 2004, p 05.

[3] D.G. Fink et H.W. Beaty, "Transport et Distribution de l'énergie électrique : Calcul d'une ligne aérienne", Manuel des travaux pratiques, 1976.

[4] Christian BISSIERES, " Distribution électrique et sécurité", Physique appliquée, Nice, 2010, pp 01-10.

[5] Jacobs HENRY, " Les différents types de canalisations électriques", Cours de technologie d'électricité, Université de Liège, Avril 2008.

[6] SCHNEIDER ELECTRIC, "Détermination des sections de conducteurs", Guide de conception des réseaux électriques industriels, Paris, 2001, pp 04-08.

[7] Sutra Y., "Choix de la section d'un conducteur ", Electrotechnique, 2012, pp 01-03.

[8] FICHE DE LA METHODE, "Déterminer le courant admissible dans un conducteur pour en déduire sa section ", Avril 2004.

[9] Banza B., "Distribution Basse Tension ", cours de Bureau d'étude (G3), Université de Lubumbashi, ESI, Département de génie électrique, 2014-2015, pp 28-29.

[10] Union Technique de l'Electricité et de la communication UTE C 15-105, "
Installations électriques à Basse Tension", Guide pratique, Juillet 2003.

[11] SCHENEIDER ELECTRIC, Etude d'une installation Protection des circuits :
"Catalogue distribution électrique", Paris 2002.

[12] Héléna CASTERMANT, Michel DIEBOLT, Myriam MAUMY-BERTERAND et Claire REINHART, "Qualité de la tension des réseaux de distribution : Estimation des proportions d'utilisateurs mal desservis ", Journée de Méthodologie statistique, mars 2009.

- 70 -

[13] M. Kostenko et L. Piotrovski, "Machines électriques Tome I ", 3^ème édition, Ed. Mir, Moscou 1979, p 370.

[14] Mohamed ZELLAGUI, "Etude des protections des réseaux électriques MT (30& 10 kV) ", Mémoire de Master, Université Mentouri Constantine, Juillet 2010.

[15] R. Laurent, Technologie d'électricité Tome II, Lyon, septembre 1954, pp 22-23.

[16] ELECTRICITE DE STRASBOURG RESEAU (ESR), "Principe d'étude et de développement du réseau pour le raccordement des utilisateurs BT", Juillet 2011, p 05.

[17] Marc LA TOISON, "Eclairage Matériel et projet ", Technique de l'ingénieur, Traité Construction, Paris, 2010, p 03.

[18] Ahmed O. BAGRE, Installations électriques Basse Tension, Cours d'énergie et froid, Université de Tunis, Tunis 1989, p 63.

[19] Jean-Claude TURPAIN, Daniel NOEL et Michel ROCHET, Système d'énergie électrique Guide de référence : Les postes MT/BT, ELEC International symposium, Ed. 1998, p 02.

[20] M. MATHELIER, Dimensionnement d'une installation électrique, cours d'application industriel de l'électricité, iUT de Saint-Nazaire, Université de Nantes, Avril 2010.

[21] Electricité Réseau Distribution France (ERDF), Direction Technique, Principe d'étude et de développement du réseau pour le raccordement des clients consommateurs et producteurs BT, 2^ème édition, Paris, Mars 2011.

- 71 -

ANNEXES

ANNEXES A. : FACTEURS QUI INFLUENCENT LE CHOIX DE LA SECTION MINIMALE A.1. Lettres de sélection en fonction du mode de pose et du type de câble

Tableau A.1- Lettres de sélection

Types d'éléments conducteurs	Mode de pose	Lettre de sélection
Conducteurs et câbles multiconducteurs	- Sous conduit profilé en apparent ou encastré ; - Sous vide de construction, faux plafond ; - Sous caniveau, moulures, chambranles.	B
	- En apparent contre mur ou plafond ; - Sur chemin des câbles ou tablettes non perforées.	C
Câbles multiconducteurs	- Sur échelle, corbeaux, chemin de câble perforé ; - Fixés en apparent, espacés de la paroi ; - Câbles suspendus.	E
Câbles mono conducteurs		F

- 72 -

A.2 Facteur de correction lié aux principaux modes de pose

Tableau A.2 - Facteur de correction K1

Lettres de sélection	Cas d'installation	Exemple
B	Câbles dans des conduits encastrés directement dans des matériaux isolants					0,70
	Conduits encastrés dans des matériaux isolants					0,77
	Câbles multiconducteurs					0,90
	Vides de construction et caniveaux					0,95
C	Pose sous plafond					0,95
B, C, E, F	Autres cas					1

- 73 -

A.3 Facteur de correction pour groupement de plusieurs circuits en une couche Tableau A.3 - Facteur de correction pour groupement de plusieurs circuits

Lettre de sélection	Disposition des câbles jointifs	Facteur de correction K2
		Nombre de circuits ou des câbles multiconducteurs
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	12	16	20
B, C	Encastrés ou noyés dans les parois	1,00	0,80	0,70	0,65	0,60	0,57	0,54	0,52	0,50	0,45	0,41	0,38
C	Simples couches sur les murs ou les planchers ou les tablettes non perforées	1,00	0,85	0,79	0,75	0,73	0,72	0,72	0,71	0,70	0,70	-	-
	Simple couche au plafond	0,95	0,81	0,72	0,68	0,66	0,63	0,62	0,62	0,61	0,61	-	-
E, F	Simple couche sur des tablettes horizontales perforées ou des tablettes verticales	1,00	0,88	0,82	0,77	0,75	0,73	0,72	0,72	0,72	0,72	-	-
	Simple couche sur des échelles à câbles corbeaux, etc.	1,00	0,87	0,82	0,80	0,80	0,79	0,78	0,78	0,78	0,78	-	-

- 74 -

Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, il faudra appliquer en plus le facteur de correction suivant (facteur multiplicatif de K2) :

? 2 couches : 0,80 ;

? 3 couches : 0,73 ;

? 4 ou 5 couches : 0,70

Tableau A.4 - Facteur de correction K3 pour les températures ambiantes différentes

Température ambiantes (°C)	ISOLATION
	Elastomère (caoutchouc)	Polychlorure de vinyle (PVC)	Polyéthylène réticulé (PR) Butyle, Ethylène, Propylène (EPR)
10	1,29	1,22	1,15
15	1,22	1,17	1,12
20	1,15	1,12	1,08
25	1,07	1,07	1,04
30	1,00	1,00	1,00
35	0,93	0,93	0,96
40	0,82	0,87	0,91
45	0,71	0,79	0,87
50	0,58	0,71	0,82
55	-	0,61	0,76
60	-	0,50	0,71

- 75 -

A.5 Détermination de la section minimale S en fonction de la lettre de sélection, du type de conducteur et de l'intensité fictive

Tableau A.5 - Détermination de la section S des conducteurs de la canalisation

		Isolant et nombre des conducteurs chargés (2 ou 3)
		Caoutchouc ou PVC			Butyle ou PR ou éthylène PR
Lettre de
sélection	B	PVC3	PV		PR3		PR2
	C				PV	PR3		PR2
	E			PVC3		PV	PR3		PR2
	F				PVC3		PV2	PR3		PR2
Section	1,5	15,5	17,5	18,5	19,5	22	23	24	26
Cuivre	2,5	21	24	25	27	30	31	31	36
(mm^2)	4	28	32	34	36	40	42	45	49
	6	36	41	43	48	51	54	58	63
	10	50	57	60	63	70	75	80	86	-
	16	68	76	80	85	94	100	115	115	-
	25	89	96	101	112	119	127	149	149	161
	35	110	119	126	130	147	158	185	185	200
	50	134	144	153	168	179	192	207	225	242
	70	171	184	196	213	229	246	268	289	310
	95	207	223	238	256	278	298	328	352	377
	120	239	259	276	276	322	346	382	410	437
	150		299	319	344	371	395	441	473	504
	185		341	364	392	424	430	506	542	575
	240		403	430	461	500	536	599	641	679
	300		464	497	530	576	621	693	741	783
	400					656	754	825		940
	500					749	868	946		1083
	630					855	1005	1088		1254
Section	2,5	16,5	18,5	19,5	21	23	25	26	28
Aluminium	4	22	25	26	28	31	33	35	38
(mm^2)	6	28	32	33	36	39	43	45	49
	10	39	44	48	49	54	59	62	67
	16	53	59	61	66	73	79	84	91
	25	70	73	78	83	90	98	101	108	121
	35	86	90	96	103	112	112	126	135	150
	50	104	110	117	125	136	136	154	164	184
	70	133	140	150	160	174	192	198	211	237
	95	161	170	183	195	211	235	241	257	289
	120	186	197	212	226	245	273	280	300	337
	150		227	245	261	283	316	324	346	389
	185		259	280	298	323	363	371	397	447
	240		305	330	352	382	430	439	470	530
	300		351	381	406	440	497	508	543	613
	400					526	600	663		740
	500					610	694	770		856
	630					711	808	899		996

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ANNEXE B : FACTEURS DE SIMULTANEITE

B.1 Facteurs de simultanéité pour les armoires de distribution

Tableau B.1 - Ks pour armoire de distribution

Nombre de circuits	Ks
2 et 3	0,9
4 et 5	0,8
6 et 9	0,7
10 et plus	0,6

B.2 Facteurs de simultanéité pour immeuble d'habitation

Dans le cas d'un immeuble d'habitation, Ks se détermine par rapport au nombre d'abonnés desservis par un même circuit (souvent un circuit = un étage).

Tableau B.2 - Ks pour immeuble d'habitation

Nbre d'abonnés situés en aval	Ks
2 à 4	1
5 à 9	0,78
10 à 14	0,63
15 à 19	0,53
20 à 24	0,49
25 à 29	0,46
30 à 34	0,44
35 à 39	0,42
40 à 49	0,41
50 et au-dessus	0,40

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ANNEXE C : TABLE POUR TRANSFORMATEURS

Tableau C.1 - Table pour transformateurs

Transformateurs triphasés immergés dans un diélectrique liquide, Conforme à la norme NF C 52-112 (Valeurs calculées pour une tension à vide de 420 V)
S (kVA)	50	100	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500
In (A)	69	137	220	275	344	433	550	686	866	1100	1375	1718	2200	2749	3437
Ucc(%)	4	4	4	4	4	4	4	4	4	6	6	6	6	6	6
Icc (kA)	1,81	3,61	5,78	7,22	9,03	11,37	14,44	18,05	22,75	19,26	24,07	30,09	38,52	48,15	60,18
RTR	43,75	29,9	13,7	10,9	8,75	6,94	5,47	4,38	3,47	4,10	3,28	2,63	2,05	1,64	1,31
XTR	134,1	67	41,9	33,5	26,8	21,28	16,76	13,41	10,64	12,57	10,05	8,04	6,28	5,03	4,02

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ANNEXE D : COEFFICIENT K POUR DIFFERENTS CONDUCTEURS Tableau D.1- valeur de K pour les conducteurs actifs et de protection

Isolant		PVC	PR/EPR	Caoutchouc (60°C)	Caoutchouc (85°C)	Caoutchouc siliconé	Nu sans isolant
9° max. (°C)		160/140 (2)	250	200	220	350	200/150 (1)
Conducteur de protection non incorporé dans un câble ou conducteurs regroupés	Cuivre	143/133 (2)	176	159	166	201	159/138 (1)
	Aluminium	95/88 (2)	116	105	110	133	105/91 (1)
	Acier	52/49 (2)	64	58	60	73	58/50 (1)
Conducteur actif (ou de protection) constitutif d'un câble multiconducteur ou conducteur regroupés	Cuivre	115/103 (2)	141	134	134	132	138
	Aluminium	76/68 (2)	94	93	89	87	91
	Acier						50

(1) Si risque particulier d'incendie ;

(2) Section supérieure à 300 mm² ou conducteurs regroupés.