1

Janvier 2007

VRD – Réseaux secs

INSA – G5 et GC5Vincent HOFFBECK - vincent.hoffbeck@electricite-strasbourg.fr

Janvier 2007

Objectifs du cours

Présenter :

� Les enjeux énergétiques liés à l’électricité

� L’organisation du secteur électrique

� Une vision générale des réseaux secs, notamment dans le cadre d’opérations de viabilisation de zones d’aménagement et opérations immobilières :

• fondements du dimensionnement des réseaux

• aperçu du cadre réglementaire

• techniques réalisation

2

Janvier 2007

Plan du cours

Le contexte énergétique :

� Les enjeux énergétiques

� L’organisation du marché de l’énergie

� Les techniques de production de l’électricité

Les réseaux :

� Leur fonction

� Le matériel, la structure

� Conception

� Réalisation

Janvier 2007

Plan du cours

Le contexte énergétique :

� Les enjeux énergétiques

� L’organisation du marché de l’énergie

� Les techniques de production de l’électricité

Les réseaux :

� Leur fonction

� Le matériel, la structure

� Conception

� Réalisation

3

Janvier 2007

L’énergie et l’électricité : des enjeux à à passer au crible du développement durable

Rapport « Notre futur commun » 1987Madame Gro Brundtland

Premier ministre norvégien Directeur général OMSPrésidente commission mondiale sur l’environnement et le développement

« Répondre aux besoins du présentsans compromettre

la capacité des générations futures à satisfaire les leurs »

Janvier 2007

L’origine du concept de développement durable

Les 30 glorieuses

Envt.

Économique

Social

Croissance et insouciance

Depuis 1974

Envt.

Économique

Social

Crises et inquiétudes

De la confrontation … à la concertation

4

Janvier 2007

Les trois composantes du développement durable

Une interdépendance entre Économique / Social / Environnement

Développement Durable

Viable

Équitable

Vivable

responsabilitééconomique

responsabilité

sociale

responsabilité

environnementale

Transparence et

concertation

vis-à-vis des

associations, des

institutions, des

acteurs

économiques et des

individus

Janvier 2007

30 % d’augmentation de la population mondiale en 20 ans

De 6 à 8 milliards d’habitants

A 95 % dans les Pays en Développement

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1995 2020

Pays endéveloppement

Paysindustrialisés

Une population croissante attirée par les « lumières » de la ville

Dans des mégalopoles deplus en plus peuplées

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1950 2000 2030

Rural

Urbain

5

Janvier 2007

Besoin de construire d’ici 2020 autant :

- de centrales électriques - de réseaux que pendant tout le 20e siècle

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1990 2020

Paysindustrialisés

Pays endéveloppement

Mds de kwh

Aujourd’hui, 2 milliards d’êtres humains n’ont pas accès à l’électricité

La consommation mondiale va (presque) doubler dans les 20 ans à venir

Les besoins en électricité dans les pays en développement : + 200%

Quelle sera la demande en électricité en 2020 ?

Janvier 2007

sans accélérer le réchauffement de la planète

en limitant les autres pollutions générées

en reconnaissant le droit au Sud de se développer et d’utiliser ses ressources

en facilitant l’accès à l’électricité en proposant des solutions jugées acceptables par la population

Le défi mondial énergétique passé au crible du développement durable

Répondre aux besoins croissantsÉconomique

Social et sociétal

Environnemental

à des coûts acceptables

dans des marchés de plus en plus ouverts

Les choix devront être effectués dans un esprit de concertation

6

Janvier 2007

A partir de quelles ressources produit-on l’électricitédans le monde ?

L’électricité se produit aux 2/3 à partir d’énergies fossiles

Gaz 19%

Nucléaire 17%

EnR 19%

Pétrole 10%

Charbon 35%

- Répartitions très variables selon les pays- Répartition française très particulière

ENERGIES FOSSILES : ENERGIE « FACILE »

Janvier 2007

Caractéristiques des énergies fossiles

CHARBON

- Pollution de l’air (SO2,NOX)

- 980g/kWh de CO2

- Sera utilisé notamment par les pays en développement (Chine, Inde,….) et par les pays occidentaux avec les technologies propres

- Prix stables- Réserves 200 anssur tous les continents- Souplesse utilisation - Facilité d’extraction

Inconvénients PerspectivesAtoutsCharbon

Gaz30%

Charbon54%

Pétrole16%

7

Janvier 2007

Caractéristiques des énergies fossiles

GAZ

- Prix fluctuant- Réserves : 65 ansRussie, Moyen Orient

- 430g/kWh de CO2 en cycle combiné

- Continuera son expansion dans la limite des réserves

- Souplesse utilisation- Fort rendement avec cogénération

Inconvénients PerspectivesAtoutsGaz

Janvier 2007

Caractéristiques des énergies fossiles

PETROLE

- Prix fluctuant- 40 ans de réserves* surtout au Moyen Orient

- 890 g/kWh de CO2

- Devrait progressivement être réservé pour d’autres usages (chimie, transport, …)

- Facilitéd’exploitation et de transport

- Souplessed’utilisation

Inconvénients PerspectivesAtoutsPétrole

Les ressources fossiles sont en voie d’épuisement et inégalement réparties (tensions géo-politiques)

8

Janvier 2007

Caractéristiques de l’énergie nucléaire

Nécessité de laisser l’option ouverte

- Déchets produits- Investissements lourds - Niveau de développement technologique et sociétal - Acceptation du public - Risques industrielsnécessitant des systèmes de sûreté et des contrôles très rigoureux.

- Efforts importants de R&D sur les déchets à vie longue - Mise au point de nouveaux réacteurs avec des performances accrues en disponibilité, sûreté et gestion des déchets- Renouvellement du parc nucléaire à échéance variable selon la durée de vie des réacteurs actuels

- Production de masse

- Coût du kWh - Bonne disponibilité- Réserves abondantes - Stabilité des coûts - Pas de CO2

Inconvénients PerspectivesAtoutsNucléaire

Janvier 2007

Caractéristiques des énergies renouvelables

Fort développementprobable en Europe(22,1% électricité produite en 2010) grâce aux dispositifs d’incitation

(tarifs d’achats attractifs)

- Une place encore

secondaire (en valeur absolue) dans la production d’électricité

- Une disponibilitévariable

- Utilisent des

ressources naturelles illimitées- Peu ou pas d’impact environnemental

19% de la production mondiale d’électricité

Inconvénients PerspectivesAtoutsEn général

Hydraulique

84 %

Biomasse 12 %

Géothermie 2,5 %Éolien 0,9 %

Photovoltaïque 0,1 %

9

Janvier 2007

Limitation des émissions de CO2 : un enjeu prioritaire pour la planète

L’activité humaine génère un surcroît deGaz à Effet de Serre (GES)

Avec le transport, le secteur énergétiqueest le principal émetteur de GES

Les effets des émissions de GES sont probablement irréversibles

L’émission de GES participe auréchauffement de la planète

L’effet de serre est un phénomène naturelet vital pour la planète

La France respecte les engagements de Kyoto grâce à l’énergie nucléaire

Le réchauffement de la planète risque

- de modifier l’agriculture

- d’engendrer la hausse du niveau des mers

- de rendre plus fréquents les phénomènes météorologiques violents (tempêtes, cyclones..)

Janvier 2007

Mobiliser de façon responsable toutes les ressources

Les besoins en électricité sont immenses

Toutes les énergies ont des avantages et des inconvénients

Les ressources disponibles sont faibles à l’échelle de temps de la planète

Les énergies sont complémentaires les unes des autres

Exclure une énergie ne relève pas d’une attitude responsable

La maîtrise des consommations énergétiques est donc prioritaire

10

Janvier 2007

Quelques « mix énergétiques » en Europe

France

EnR15%

Fossile5%

Nucléaire

80%

Suède

Fossile4%EnR

57%

Nucléaire39%

Royaume Uni

Nucléaire24%

EnR3%

Fossile73%

Allemagne

Nucléaire30%

Fossile62%

EnR8%

Janvier 2007

Plan du cours

Le contexte énergétique :

� Les enjeux énergétiques

� L’organisation du marché de l’énergie

� Les techniques de production de l’électricité

Les réseaux :

� Leur fonction

� Le matériel, la structure

� Conception

� Réalisation

11

Janvier 2007

Le marché européen de l’énergie : un long parcours

� Objectif : intégrer l’énergie dans le marché unique� Permettre aux consommateurs de bénéficier de la concurrence

� Contribuer à la compétitivité de l’économie européenne

� Directives européennes : � 1ère directive : décembre 1996

� Sommet de Barcelone : 2002

� 2ème directive : juin 2003

� Paquet législatif en cours de préparation

� Transposées dans la législation française :� Loi du 10 février 2000

� Lois 9 août 2004, du 13 juillet 2005 et du 7 décembre. 2006

Janvier 2007

Une ouverture progressive

Seuil : 16 GWh/an

1400 sites éligibles

30 % du marché

Seuil : 100 GWh/an

200 sites éligibles

20 % du marché

Seuil : 7 GWh/an

3 200 sites industriels

et tertiaires

37 % du marché

Au 5 Février 2003, une vingtaine de sites de collectivités éligibles

Marché

totalement

ouvertOuverture pour tous

les clients non ménages

2,3 millions de clients

70 % du marché

En 2004, éligibilité de tous les sites des collectivités

19 février 1999

Juillet 2007

Juillet 2004

5 février 2003

29 mai 2000

12

Janvier 2007

Avant l’ouverture…

Commercialiser

EntreprisesPME-PMI, Tertiaire, Collectivités, Commerçants, Particuliers

H MAIRIEMAIRIE

ProduireDistribuer

Transporter

Janvier 2007

� Un acteur unique, EDF, assure l’ensemble des responsabilités :

� L’équilibre production / consommation au niveau national

� Le transport

� La distribution et la fourniture d’électricité (hors Entreprises Locales de Distribution)

� Les pouvoirs publics fixent les tarifs par décret

Avant l’ouverture :

Les changements à l’ouverture du marché

13

Janvier 2007

GESTIONNAIRE DU RESEAU DE TRANSPORT DISTRIBUTEUR

COMMERCIALISATEURS

PRODUCTEURS

Sous le contrôle d’un « arbitre », la Commission de Régulation de l’Énergie

Entreprises

PME-PMI, Tertiaire, Collectivités, Commerçants, Particuliers

H MAIRIEMAIRIE

Seuls les réseaux restent en monopole « naturel »

Janvier 2007

Un seul contrat, un seul tarif par site avec :- EDF - ou une Entreprise Locale de Distribution

Avant l’ouverture

Les clients peuvent choisir :

� Une offre de fourniture,

� Conserver leurs contrats en vigueur aux tarifs réglementés jusqu ’à leur échéance

� Un mode de contractualisation :� Des contrats distincts� Un contrat unique : une offre de fourniture incluant le contrat d’acheminement (*)

(*) c’est le cas notamment pour le client

particulier

Ce qui change pour le client

Après l’ouverture

14

Janvier 2007

Après l’ouverture

Un responsable d’équilibre

• 1 contrat de Fourniture d’Énergie� Signé avec un fournisseur au choix

� Prix négocié

� 1 Contrat d’Accès au Réseau de Distribution

• Signé avec le GRD

• Tarif public fixé par le Gouvernement • 1 contrat Unique

� Fourniture et acheminement

� Avec responsable d’équilibre

Ouavec

Janvier 2007

Equilibre production / consommation

� Le profil de consommation de chaque client est obtenu à partir :

– Des courbes de charge réelles des sites

– De profils type pour les sites sans courbe de charge (compteurs à index)

� Chaque client a un responsable d’équilibre :

– Dans le cadre du contrat unique, il devrait être désigné par le fournisseur

– Dans le cadre du contrat CARD, il est désigné par le client

15

Janvier 2007

Ce qui change pour les clients avec une nouvelle offre de prix

� Le prix de la fourniture d’électricité

� Le tarif d’utilisation des réseaux

� La fiscalité : � TVA

� Contribution aux Charges de Service Public

de l’Électricité (CSPE)

� taxes

Libre

Fixé par les pouvoirs

publics

Fixée par

- les communes,

- le départements,

- les pouvoirs publics

La facture d’électricité se décompose en trois parties :

Janvier 2007

EDF

Vattenfall

Endesa

E.On

RWE

Suez

Iberdrola

Enel

Depuis 1998, les principaux électriciens ont investi massivement les plaques adjacentes

(Innogy)

(SNET)

Amérique du Sud

(Powergen + TXU)

(Hidrocantabrico)

(Gas Natural)

Suède

Scandinavie

(EDF Energy)

(CNR, SHEM)

(Acea Roma + Interpower)

(Edison)

(Elettrogen)

(Viesgo)

(EnBW)

16

Janvier 2007

Recomposition du paysage énergétique en Europe

� 1998-2004 : les grands acteurs prennent position hors de leur marché national, consolident et rationalisent leurs nouveaux actifs

� 2005 – 2006 : accélération de la recomposition autour de quelques grands leaders européens :

• Le projet de fusion Suez/Gaz de FranceCréation d’un champion énergéticien franco-belge en Europe, dominant sur l’approvisionnement gaz de l’Europe du Nord

• L’OPA d’E.On sur EndesaCréation d’un leader électricité - gaz de dimension mondiale, sur 3 continents

plus de 185 Md€ sont investis

Janvier 2007

Marché européen de l’énergie : les « global players »

10 315

17 642

36 489

40 739

42 137

46 928

49 103

2004

9 %9 489Iberdrola

9 %16 239Endesa

17 %31 317Enel

3 %39 622Suez

- 4 %43 875RWE

4 %44 919EDF

6 %46 427E.On

%2003En millions €

17

Janvier 2007

• Equilibre régulé / non régulé

• Equilibre amont / aval

• Elargissement de l’offre

• Recentrage géographique

Forte génération de cash & équilibre des risques

Europe

"régulé"

France

"dérégulé"

Hors Europe

EDF EnergyEnBWEdison

Production&

Commerce

Transport&

Distribution

Business model dominant

Exemple : EDF

Janvier 2007

Un CA qui passe de plus en plus par l’international : l’exemple d’EDF

1955

1959

10 Md€

20 Md€

30 Md€

40 Md€

50 Md€

1957

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

5 Md€ en 1955

60 Md€ en 2007Evolution du chiffre d’affaires d’EDF de 1955 à 2005 (€ constants)

France

Groupe

Ralentissement de la croissance en France

Développement international

90 00807060

Source : Direction Générale Finances

18

Janvier 2007

Plan du cours

Le contexte énergétique :

� Les enjeux énergétiques

� L’organisation du marché de l’énergie

� La production de l’électricité

Les réseaux :

� Leur fonction

� Le matériel, la structure

� Conception

� Réalisation

Janvier 2007

Caractéristiques de l’électricité

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8TWh

Variabilité de la demande –Consommation journalière France

Jan 03 Juin 03 Déc 030,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8TWh

Variabilité de la demande –Consommation journalière France

Jan 03 Juin 03 Déc 03

� Une énergie qui ne se stocke pas � à l’exception des « STEP », stations de transfert d’énergie par pompage

� Des variations importantes de la consommation, au cours :� d’une journée

� d’une semaine

� de l’année

� L’équilibre production – consommation, un impératif� sous peine de « black-out »

19

Janvier 2007

Depuis 2002, des tensions énergétiques qui se traduisent par une grande volatilité des prix dans le monde

Prix du pétrole et du gaz naturel : sensibilité accrue à

la sécuritéd’approvisionnement

0

10

20

30

40

50

60

70

feb-02

jul-02

dec-02

jun-03

nov-03

apr-04

oct-04

mar-05

aug-05

feb-06

Prix du pétrole Prix du gaz

$ / baril

0

5

10

15

20

$ / MMBTU*

Pétrole65$/70$

Gaz8$/10$

Sources Datastream

*MMBTU British Termal Unit en million

aug-06

Prix des permis CO2 : reflet d’un marché volatil et sensible

0

5

10

15

20

25

30

35

40

nov-04

jan-05

apr-05

jun-05

aug-05

nov-05

jan-06

Permis CO2

Prix permis CO2 (€M)

Sources EEXapr-06

jun-06

Une hausse continue des prix de gros de l’électricité

(base)

202530

40455055606570

35

dec-02

jun-03

dec-03

jun-04

dec-04

jun-05

dec-05

Allemagne France

€ / MWh

jun-06

Source Platts

Cotation moyenne en base sur le marché de gré à gré pur un livraison pour la prochaine

année calendaire

Janvier 2007

Volatilité des prix de l’énergie DVEC - GC / Achats

vendredi 10/11/2006

Baseload année 2007

Prix de cloture du ven 10/11/2006 61,30 $/baril

54,50

55,00

55,50

56,00

56,50

57,00

57,50

58,00

58,50

8,08,59,09,510,010,511,011,512,012,513,0

Valeur Basse 55,50 57,10 55,70 55,60 55,60 55,80 55,90 56,70 56,50 56,80 57,50 57,00

Valeur Haute 56,00 57,30 55,95 55,95 55,90 56,00 56,10 57,10 56,80 57,20 57,80 57,50

CO2 11,99 11,75 10,75 10,88 10,88 10,71 10,60 10,38 9,33 9,50 9,54 8,75

jeu, 26.10

ven, 27.10

lun, 30.10

mar, 31.10

mer, 01.11

jeu, 02.11

ven, 03.11

lun, 06.11

mar, 07.11

mer, 08.11

jeu, 09.11

ven, 10.11

VALEURS MARCHÉ FRANCE CO2 €/t €/MW

ÉS - Synthèse marché

J / J -1 N / N -1 moy 5 j

Va le ur H au te : 57 ,50 -0 ,5% ���� 24 ,7% ����

Va le ur B a ss e : 57 ,00 -0 ,9% ���� 24 ,8% ����

CO 2 : 8 ,7 5 -8 ,3% ���� -5 9,1% ����

37,0040,0043,0046,0049,0052,0055,0058,0061,00

07/11/2005 07/02/2006 07/05/2006 07/08/2006 07/11/2006

7,0

12,0

17,0

22,0

27,0

32,0

Brent IPE M+1 ($/baril)

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

07/11/2005 07/02/2006 07/05/2006 07/08/2006 07/11/2006

20

Janvier 2007

Mobilisation des énergies

� Coût marginal croissant

� Base (plus de 8 000 h/an) : � hydraulique au fil de l’eau

� Nucléaire

� Semi-base (4 000 h/an) : � nucléaire,

� cycle combiné gaz

� Pointe : (400 h/an) : � thermique classique

� turbine à combustion

Janvier 2007

Equilibre production - consommation

21

Janvier 2007

Les coûts de référence

� Etude DGEMP 2003 (antérieure à l’envolée des prix de l’énergie)

Janvier 2007

Coûts d’investissement

� Nucléaire : 1 500 à 2 000 €/kW

� CCG : 500 €/kW

� Eolien : 1 000 €/kW

� Photovoltaïque : 7 000 €/kWc

22

Janvier 20075,3 $ / MBTu 8 $ / MBTu

0

10

70

60

50

40

30

20

€/MWh base

~ 42

~ 59

CO2

46

71

Coût complet CCGT

5363

Fourchette pour CO2 : 10€/t to 30 €/t

Hypothèses : pas d’allocation gratuite de CO2

CO2

50 $ / t 65 $ / t

0

10

70

60

50

40

30

20

€/MWh base

~ 42~ 46

CO250

70

Coût complet charbon

66

54 CO2

Illustra

tif

Illustra

tif

� Enjeu : adapter les mécanismes de permis d’émissions pour :� peser moins sur l’exploitation d’aujourd’hui

� orienter les choix d’investissements vers des solutions « CO2 - efficaces »

Sensibilité au prix de l’énergie et de la tonne de CO2

Janvier 2007

Industrie très capitalistique et de long terme

Investissements France de 1955 à 2035 (Md€ constants)

1955

2050

0

2 Md€

4 Md€

6 Md€

8 Md€

10 Md€

12 Md€

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

250 Md€ investis sur les 50 dernières années

Un renouvellement à financer sur les 30 prochaines années

1er programme nucléaire Renouvellement du parc

75 Md€

140 Md€

35 Md€

23

Janvier 2007

La fin des surcapacités de production en Europe

� Des enjeux forts de renouvellement et de développement de capacité en Europe…Déclassements prévisionnels UE 15

GW installés

50

100

150

200

250

300

350

400

450

02010 2020 2030 2040

Charbon& Lignite

Gaz

AutresFioul

Nucléaire

0

100

200

300

400

500

600

Eolien

Hydraulique & solaire

Biomasse, DéchetsCogénération

Productions centralisées

GW

Capacités à construire/renouveler d'ici à 2030 UE 15

• Moyens centralisés (nucléaire, charbon, cc-gaz) : de l’ordre de la moitiédes besoins

• Moyens décentralisés (éolien, hydraulique, solaire, biomasse, cogénération) pour l’autre moitié

500 à 600 GW de nouvelles capacités pour l'UE 15 d'ici à 2030(Scénario de la Commission européenne - DG Tren)

Janvier 2007

… qui ramènent les prix de l’électricité en France au niveau des années 1980

0

10

20

30

40

50

60

70

Tarif 1980

Tarif 1981

Tarif 1982

Tarif 1983

Tarif 1984

Tarif 1985

Tarif 1986

Tarif 1987

Tarif 1988

Tarif 1989

Tarif 1990

Tarif 1991

Tarif 1992

Tarif 1993

Tarif 1994

Tarif 1995

Tarif 1996

Tarif 1997

Tarif 1998

Tarif 1999

Nouvelle Offre 2000

Nouvelle Offre 2001

Nouvelle Offre 2002

Nouvelle Offre 2003

Nouvelle Offre 2004

Nouvelle Offre 2005

Nouvelle Offre 2006

Nouvelle Offre 2007

Nouvelle Offre 2008

Nouvelle Offre 2009

FSPPE/CSPE

Transport

Nouvelle Offre énergie

Tarif Histo

exemple d'un client industrielProfil tarifaire Tarif Vert Bnon plafonné CSPE

?

Évolution du prix rendu site 1980-2009 (€cst06)

24

Janvier 2007

Evolution de la production en France

Janvier 2007

Loi de programme fixant les orientations de la politique énergétique (juillet 2005)

� Objectifs :• Contribuer à l’indépendance énergétique nationale et garantir la sécurité d’approvisionnement

• Assurer un prix compétitif de l’énergie

• Préserver la santé et l’environnement (lutte contre l’effet de serre)

• Garantir la cohésion sociale et territoriale, en garantissant l’accès de tous à l’énergie

� Moyens :• Maîtriser la demande d’énergie

• Diversifier les sources d’approvisionnement énergétique

• Développer la recherche dans le domaine de l’énergie

• Assurer des moyens de transport et de stockage de l’énergie adaptés aux besoins

25

Janvier 2007

Production thermique

Janvier 2007

Production thermique

26

Janvier 2007

Production nucléaire

Janvier 2007

Production nucléaire

27

Janvier 2007

Production nucléaire

Janvier 2007

Production nucléaire

28

Janvier 2007

Production hydraulique

Janvier 2007

Production hydraulique

29

Janvier 2007

Eolien

Janvier 2007

Photovoltaïque raccordé au réseau

30

Janvier 2007

Photovoltaïque raccordé au réseau

Janvier 2007

Photovoltaïque en site isolé

31

Janvier 2007

Solaire thermique

Janvier 2007

Solaire thermique

32

Janvier 2007

Biomasse

Janvier 2007

Cogénération - principe

33

Janvier 2007

Cogénération – bilan énergétique

� Rendements :� Global : de 75 à 90%

� Electrique équivalent : supérieur à 60%

Janvier 2007

Cogénération – moteur à gaz (MAG)

34

Janvier 2007

Cogénération – Turbine à gaz (TAG)

Janvier 2007

Cogénération – Turbine à vapeur (TAV)

35

Janvier 2007

Cogénération – Cycle combiné (CC)

Janvier 2007

Production d’électricitéet gaz à effet de serre

36

Janvier 2007

Plan du cours

Le contexte énergétique :

� Les enjeux énergétiques

� L’organisation du marché de l’énergie

� Les techniques de production de l’électricité

Les réseaux :

� Leur fonction

� Le matériel, la structure

� Conception

� Réalisation

Janvier 2007

Les réseaux électriques

Transport France Distribution France

100 000 km de lignes

8 000 salariés RTE

1 250 000 km de lignes

102 centres de distribution

1 800 contrats de concession

50 000 salariés

37

Janvier 2007

Fonction générale du réseau

� acheminer l'énergie électrique des centres de production jusque chez les consommateurs

� assurer la liaison à tout instant dans l'équilibre production - consommation

� assurer un rôle de transformation en livrant aux utilisateurs un bien adapté à leurs besoins, le produit électricité, caractérisé par :

� une puissance disponible, fonction des besoins quantitatifs du client

� une tension fixée, fonction de cette puissance

� une qualité de l'onde électrique

Janvier 2007

38

Janvier 2007

RTE és

HTB HTA BT

Janvier 2007

Mission des gestionnaires de réseaux

� Gérer, exploiter, développer les réseaux électriques

� Assurer une desserte rationnelle du territoire

� dans le respect de l’environnement,

� Permettre le raccordement et l’accès au réseau dans des conditions non discriminatoires

� neutralité vis à vis de tous les fournisseurs

39

Janvier 2007

Options techniques fondamentales

� Distribution triphasée et monophasée

� Avantage des systèmes triphasés : permettre le transport de la même quantité d'énergie avec une section conductrice totale deux fois moindre qu'en monophasé

� Le système français de distribution HTB et HTA est entièrement triphasé en ossatures et dérivation, à neutre non distribué

Janvier 2007

Options techniques fondamentales

� Basse tension

� 230/400 V, + 6 / - 10 %

� Réseau BT triphasé à neutre distribué et mis à la terre

� Régime du neutre : TT (neutre à la terre et masses d'utilisation à la terre)

� Objectif du régime de neutre : protection des utilisateurs BT contre les contacts indirects

40

Janvier 2007

Les réseaux aériens� Transport

Janvier 2007

Les réseaux aériens

41

Janvier 2007

Les réseaux aériens� Distribution

Janvier 2007

Les réseaux souterrains

42

Janvier 2007

Les réseaux souterrains

Janvier 2007

Les réseaux souterrains

Pylône aérosouterrain Coupe et photo d ’une artère bétonnée

43

Janvier 2007

Les éléments du réseau électrique

Amenée HTA

HTA interne

Poste

BT interne Branchements BT

Armoire BT

Représentation « unifilaire »

Janvier 2007

Réalisation des réseaux électriques

�Maîtrise d’ouvrage et maîtrise d’oeuvre

� Cadre réglementaire

� Conception des réseaux :� Conception mécanique

� Conception électrique

� Réalisation des réseaux et des branchements : � arrêté technique et NF C 14-100

44

Janvier 2007

Maîtrise d’ouvrage - maîtrise d’œuvre

� Les ouvrages entrent dans la concession du distributeur et seront exploités par lui après leur réception.

Type de travaux Maîtrise d’ouvrage Maîtrise d’oeuvre Renforcement, extension,

branchement

Distributeur Distributeur

Opérations de lotissement

Lotisseur Distributeur / Tiers

Electrification rurale, insertion des réseaux dans l’environnement

Commune ou distributeur

Distributeur

Janvier 2007

Maîtrise d’ouvrage et maîtrise d’œuvre

Avant-projetsommaire

(APS)

Consultation

Entreprises

Réception travauxet remised’ouvrage àl’exploitantdu réseauélectrique

Phase CONCEPTION Phase REALISATION

Chargé d’affaires

Chargé de projets

Contrôleur ou

Chargé d’aff.-contr.

Chargé d’aff.-contr.

Grands chantiers

Petits chantiers

Demanded’étude

Besoin identifié :- raccordement client- déplacement réseau- renforcement réseau - autres

�

Etude :� éléments de la PTF *- solution technique- devis

Accordpour la réalisation

Mise sous tensionet finalisation des éléments financiers et techniques

* PTF : Proposition Technique et Financière

Autorisations

administratives

Consultation

Entreprises

Suivi de la

réalisation

Réception travauxet

remise d’ouvrageà l’exploitant duréseau électrique

Projet

détaillé

45

Janvier 2007

Le cadre réglementaire

� Le cadre général de la distribution d’électricité� Loi du 15 juin 1906 : possibilité pour les collectivités locales de concéder le service public de distribution de l’énergie

� Les différentes concessions RAG, DP, DSP

� Loi du 8 avril 1946 : nationalisation de la distribution àl’exception des cas où ce service est assurée majoritairement par la collectivité (cas d’Electricité de Strasbourg)

� Les textes découlant de l’ouverture du marché

Janvier 2007

� Les textes relatifs à la construction des réseaux électriques :� Décret de 1927 modifié par le décret de 1975 :

• Les autorisations administratives à remplir pour construire un réseau électrique

� Arrêté interministériel du 17 mai 2001 :

• les mesures auxquelles doivent satisfaire les distributions d ’énergie électrique (« arrêté technique »)

� Décret n° 82-167 du 16/02/1982 :

• les mesures destinées à assurer la sécurité des travailleurs (document UTE C 18-510)

Le cadre réglementaire

46

Janvier 2007

Le cadre réglementaire� Les normes :

� Générales :

• NF C 13-100 : postes clients

• NF C 14-100 : installations de branchement comprises entre le réseau de distribution et l ’origine de l ’installation intérieure

• NFC 15-100 : installations électriques à basse tension

• NFC 17-200 : réseaux d’éclairage public

� Relatives au matériel:

• NF C 33-209 : conducteurs isolés assemblés en faisceau pour réseaux et branchements aériens

• NF C 33-210 : câbles rigides isolés au polyéthylène réticulé sous gaine de protection en¨PVC

Janvier 2007

Le cadre réglementaire

� Règlements de voirie et procédures de coordination

� Décret de 1991 :� Demandes de renseignements (DR)

� Déclaration d’Intention de Commencer les Travaux (DICT)

� Textes relatifs à la prévention santé sécurité� Loi du 31/12/93 et décret du 26/12/94

� Décret du 28/02/92

47

Janvier 2007

Conception

� Réseaux souterrains : conception électrique

� Réseaux aériens : conception électrique et mécanique

� Données d’entrées� Les puissances si elles sont connues

� Plan d ’intention de la zone d ’aménagement

� Plan HTA (1/10 000)

� Plan du réseau BT (1/500)

� Schéma du réseau BT

Janvier 2007

Calcul mécanique

Sol

Fondation : Pleine terrePierres sèchesBéton

Poteaux : BoisBétonMétallique

Conducteurs : CuivreAlmélecAlu Acier

� Eléments constitutifs d’une ligne électrique :

48

Janvier 2007

Calcul mécanique

Influence des éléments extérieurs

Sol

Influence de la température : Influence du ventLe conducteur se détend sous l’effet de la chaleurLe conducteur se rétracte sous l’effet du froid

Hauteur à surveiller

Distance à

surveiller

Janvier 2007

Calcul mécanique

� Influence des éléments extérieurs

Sol

Influence du givre ou de la neige :

Le conducteur se détend suite à la surcharge due à la neige collante ou au givre

Hauteur à surveiller

49

Janvier 2007

a Portée

f Flèche

Courbe d’équilibre d’un fil homogène entre 2 points fixes :chaînette assimilable à une parabole de flèche f = a² / 8 P

Distances fixées par l’arrêté technique, avec un paramètre calculéà 40°C pour la HTA et la BT

P (paramètre) =a² / 8 f

avec a et f exprimés en mètres

P= t/ωωωω

avec :

-t en daN/mm², tension unitaire dans le conducteur

- ωωωω en daN/m.mm², poids linéique / unité de section

Calcul mécanique

Janvier 2007

Portée équivalente en technique suspendue :

a1 a2 a3 a4

N°1 N°2 N°3 N°4 N°5

Supports d’arrêt : supports 1 et 5.

Supports d’alignement : supports 2, 3 et 4.

Canton en ligne : tronçon compris entre deux supports d’arrêt ou d’ancrage.

La tension est identique en tout point du canton,.

43214321 3333

aaaa

aaaaa ++++++=

Calcul mécanique

50

Janvier 2007

a1 a2 a3 a4

Portée équivalente en technique rigide

N°1 N°2 N°3 N°4 N°5

En technique rigide, chaque support est à considérer comme un support d’ancrage.

Toutefois, afin de garantir la bonne tenue de l’ouvrage, il faut veiller à ce que les différences entre les portées adjacentes restent inférieures à 10 %.

Calcul mécanique

Janvier 2007

Fondation pour les supports en béton

h

ba

F effort nominalMoment stabilisant

Hauteur :

H -0.25m

3

2hbC

aPm

s××+×=

P : poids total (support + béton) en daN

C : Coefficient des terres en daN/m3

Moment de renversement

( )25.0−×= HFmNr

:N

F effort nominal (vent inclus)

51

Janvier 2007

h

ba

F effort nominal

Coefficient de stabilité

Hauteur :

H -0.25mr

s

m

mC =

Avec C supérieur à 1.2 ou 1.75 suivant l ’utilisation du support

Janvier 2007

52

Janvier 2007

Conception électrique

Puissances à prendre en compte (C 14-100) :

� Logements sans chauffage électrique

� P (maison individuelle) = 9 kVA

� P (logement en collectif) = 6 kVA

� Coefficients de foisonnement :

Nb. Logements

Foisonnement

Nb. Logements

Foisonnement

2 à 4 1 25 à 29 0,40

5 à 9 0,75 30 à 34 0,38

10 à 14 0,56 35 à 39 0,37

15 à 19 0,48 40 à 49 0,36 20 à 24 0,43 50 et plus 0,34

Janvier 2007

Conception électrique

Puissances à prendre en compte :

� Logements avec chauffage électrique� Chutes de tension : P ∆u% (kVa) = Pd + 5/√N

� Courants admissibles : P Imax (kVa) = Pi + 5/√N• N : nb. logments

• Pd : puissance de chauffage et chauffe-eau en régime permanent

• PI : puissance installée de chauffage et chauffe-eau

� En Alsace :• Maisons individuelles : Pd = 10,7 kVA, PI = 14 kVA

• Logements collectifs : Pd = 6,2 kVA, PI = 8,9 kVA

• Taux de pénétration CE : 50%

53

Janvier 2007

Critères de dimensionnement

� Limites thermiques

� Imax = Pmax / 3 x 230 < In (fusibles)

� Chutes de tension : +6/-10% - ∆U (réseau) < 5%

Branchement le

plus défavoriséCoffret de

branchement

Boîte de dérivation

∆Umax = 2% (ind.)

3,5% (coll.)

∆Umax = 1,5% Réseau BT

�Pertes Joule < Taux moyen du réseau BT (~ 3%)

Janvier 2007

Structure de réseau HTA

� Réseau HTA en coupure d’artère :

� Armoires de coupure :

54

Janvier 2007

� Raccordement de postes HTA/BT simplifiés en dérivation :

Structure de réseau HTA

Janvier 2007

Structure du réseau BT

� Alimentation normale : structure arborescente àsections décroissantes suffisante

� En cas de défaut :� soit dépannage sans secours (recherche + réparation de l’ordre de 5 h)

� soit réalimentation de tout ou en partie de la clientèle

� Nécessité d’introduire des points de sectionnement et des émergences

55

Janvier 2007

Structure du réseau BT

� Solutions possibles :� “fausse coupure” complète Coffret de

branchement

Ouverture de part et d’autre du défaut et mise en place d’un câble provisoire entre les 2 coffrets

Janvier 2007

Structure du réseau BT

� Solutions possibles :� points de sectionnement

� Solutions possibles :

� Un bon compromis : un point de sectionnement tous les 10 lots et une émergence pour les changements de section

8 à 10 lots 8 à 10 lots 8 à 10 lots

Câble provisoire autoporté : seuls 8 à 10 lots restent dérangés

Coffret de faussecoupure

56

Janvier 2007

� Câbles HTA

Le matériel

Janvier 2007

Le matériel

� Câbles BT

57

Janvier 2007

� Câble U1000R2V pour colonnes montantes :

Le matériel

Janvier 2007

� Boîtes de dérivation de branchement :

� Boîtes de jonction :

Le matériel

58

Janvier 2007

� Les extrémités :

Le matériel

Janvier 2007

Choix des sections

� Sections HTA :

� Sections BT :

59

Janvier 2007

Choix des sections

Janvier 2007

� Les coffrets de branchement :� Fonction : point de coupure en cas d’urgence

� En domaine privé et limite de propriété

� Par dérogation, encastrement en façade si accès garanti

Le matériel

60

Janvier 2007

Trottoir ou accotement : recouvrement 0,65m mini.

Janvier 2007

Trottoir ou accotement : recouvrement 0,85 m mini.

61

Janvier 2007

Largeurs de tranchées

1 câble 2 câbles

Janvier 2007

Proximité avec d’autres ouvrages

62

Janvier 2007

Traversées

Janvier 2007

Implantation des ouvrages

� Les ouvrages électriques occupent :� préférentiellement le domaine public sur lequel les différentes concessions leur donne l’autorisation permanente de s’implanter,

� en cas de nécessité, les espaces privés en vertu de conventions ou servitudes d’implantation insérées dans les documents réglementaires ou contractuels des opérations d’aménagement et de lotissement.

� Plans de récolement� NFC 11-201 : toute établissement ou modification d’un réseau électrique souterrain doit être reporté sur un plan immédiatement après les travaux

63

Janvier 2007

Les zones d’aménagement

� Le réseau électrique des zones d’aménagement et des opérations immobilières : � est financée en partie par l’aménageur

� sera exploitée ultérieurement par le distributeur

� Compromis technico-économique à trouver entre les intérêts divergents :� de l’aménageur, qui souhaite minimiser le coût de son opération,

� du distributeur, qui a des exigences en termes de performance technique du réseau qu’il sera amené à exploiter

Janvier 2007

Participation financière

� Réseau interne : frais réels 100% à charge de l’aménageur

� Amenée de l’énergie : participation variable

� Procédures commerciales actuelles (disparition prévue) :� Forfaits (“tickets”), basés sur des coûts péréqués nationalement

� Procédures commerciales futures� Conformes à la loi SRU (solidarité et renouvellement urbain)� Retour aux frais réels

64

Janvier 2007

Principe des lois SRU - UH

� Introduction des notions d’ « extension » et de « branchement »

• une forme de renforcement est incluse (jusqu’à la tension n+1)

� Le ticket devient illégal :

• le pétitionnaire ne peut pas financer directement la partie extension

� La partie « extension » est financée par la commune,

• qui peut la répercuter en tout ou partie sur le pétitionnaire (PVR)

� La partie branchement est financée par le pétitionnaire

Extension réseau

Branchement (s)Réseau existant