Structure d’un réseau électrique

Principe :

La production consiste à convertir une source d'énergie primaire (nucléaire, hydraulique, thermique, solaire, éolienne) en énergie électrique. Dans la plupart des cas (hors photovoltaïque), cette énergie primaire est utilisée pour faire tourner une turbine, qui entraîne un alternateur. L'alternateur, par induction électromagnétique, convertit l'énergie mécanique de rotation en énergie électrique alternative. La tension en sortie de ces alternateurs est typiquement de l'ordre de 10 à 25 kilovolts (kV).

Remarque Pédagogique :

Formule(s) / Concepts Clés :

Donnée(s) :

Tension de production : Généralement entre 10 kV et 25 kV.

Calcul(s) :

Pas de calcul numérique pour cette question descriptive.

Points de vigilance :

Le saviez-vous ?

Principe :

La puissance électrique \(P\) transportée par une ligne est liée à la tension \(U\) et à l'intensité \(I\) par la relation \(P = U \times I\). Pour transporter une puissance donnée, si on augmente considérablement la tension \(U\), l'intensité \(I\) du courant nécessaire diminue dans la même proportion. C'est l'objectif du transport à très haute tension.

Remarque Pédagogique :

Formule(s) utilisée(s) :

Donnée(s) :

• Puissance \(P = 900 \, \text{MW} = 900 \times 10^6 \, \text{W}\)
• Tension \(U = 400 \, \text{kV} = 400 \times 10^3 \, \text{V}\)

Calcul(s) :

Points de vigilance :

Le saviez-vous ?

Principe :

Lorsqu'un courant électrique \(I\) traverse un conducteur de résistance \(R\), une partie de l'énergie électrique est inévitablement convertie en chaleur. C'est l'effet Joule. La puissance dissipée sous forme de chaleur est donnée par la loi de Joule : \(P_{pertes} = R \times I^2\). C'est pour minimiser cette perte que l'on cherche à avoir un courant \(I\) le plus faible possible, d'où l'intérêt de la haute tension.

Remarque Pédagogique :

Formule(s) utilisée(s) :

Donnée(s) :

• Résistance \(R_{\text{ligne}} = 5 \, \Omega\)
• Intensité \(I = 2250 \, \text{A}\)
• Puissance produite \(P = 900 \times 10^6 \, \text{W}\)

Calcul(s) :

Points de vigilance :

Le saviez-vous ?

Principe :

La distribution est la dernière étape. Elle consiste à abaisser progressivement la tension pour la rendre utilisable par les consommateurs. La très haute tension (400 kV) est d'abord abaissée à une haute tension (ex: 63 kV) dans des postes sources en périphérie des agglomérations. Ensuite, des transformateurs de quartier abaissent cette tension à la basse tension du réseau domestique (230 V entre phase et neutre en France). Le rôle des transformateurs est donc de "détricoter" ce qui a été fait en sortie de centrale : ils abaissent la tension et, par conséquent, augmentent l'intensité disponible pour les utilisateurs finaux.

Remarque Pédagogique :

Formule(s) / Concepts Clés :

Donnée(s) :

• Tension de transport : 400 kV (Très Haute Tension - THT)
• Tension de répartition : 63 kV, 90 kV (Haute Tension - HTA)
• Tension de distribution finale : 230 V / 400 V (Basse Tension - BT)

Calcul(s) :

Pas de calcul numérique pour cette question descriptive.

Points de vigilance :

Le saviez-vous ?