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Puissance d'utilisation Pu (kVA)

De Guide de l'Installation Electrique

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Sommaire


Les récepteurs ne fonctionnent pas tous ni en même temps ni à pleine charge : des facteurs de simultanéité (ks) et d'utilisation (ku) permettent de calculer la puissance d'utilisation (kVA). La puissance d'utilisation sert à dimensionner l'installation pour la souscription du contrat de fourniture d'énergie électrique.

De fait les récepteurs ne fonctionnent pas tous ni en même temps ni à pleine charge : des facteurs de simultanéité (ks) et d'utilisation (ku) permettant de pondérer la puissance apparente maximale réellement absorbée par chaque récepteur et groupes de récepteurs.

La puissance d'utilisation Pu (kVA) est la somme arithmétique de ces puissances apparentes pondérées.

La puissance d'utilisation Pu est la donnée significative pour la souscription d'un contrat de fourniture en énergie électrique à partir d'un réseau publique BT ou MT (et dans ce cas, pour dimensionner le transformateur MT/BT).

Facteur d'utilisation maximale (ku)

Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la notion de facteur d'utilisation.

Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur.

Ceci se vérifie pour des équipements comportant des moteurs susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge.

Dans une installation industrielle, ce facteur peut être estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs.

Pour l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1.

Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination.

Pour la charge d'un véhicule électrique, le facteur d'utilisation sera systématiquement estimé à 1. Le temps de charge complète des batteries est en effet très long (plusieurs heures) et un circuit dédié alimentant la station de charge ou le boîtier mural sera requis par les normes.

Facteur de diversité - Facteur de simultanéité (ks)

Par expérience, on sait que dans la pratique, toutes les charges d'une installation donnée ne fonctionnement jamais simultanément. Il y a toujours un certain degré de diversité dont on tient compte par l'utilisation d'un facteur (ks).

Ce facteur est défini comme suit dans la CEI 60050 - Vocabulaire Electrotechnique International:

  • Facteur de simultanéité : rapport, exprimé en valeur numérique ou en %, de la puissance maximale appelée par un ensemble de clients ou un groupe d'appareils électriques, au cours d'une période déterminée, à la somme des puissances maximales individuelles appelées pendant la même période. Conformément à cette définition, la valeur est toujours ≤ 1 et peut être exprimée en pourcentage.
  • Facteur de diversité : inverse du facteur de simultanéité. Cela signifie qu'il sera toujours ≥ 1.

Remarque : dans la pratique, le terme le plus couramment utilisé est le facteur de diversité, mais il est utilisé en remplacement du facteur de simultanéité. Il sera donc toujours ≤ 1.

Le facteur ks est appliqué à chaque groupe de charges (par exemple, alimenté à partir d'un tableau de distribution ou de sous-distribution).

Les tableaux suivants sont issus de normes ou de guides locaux, et non de normes internationales. Ils ne doivent être utilisés que comme exemples de détermination de ces facteurs.

Facteur de simultanéité pour un immeuble

Quelques valeurs typiques sont indiquées en Figure A10 et sont applicables aux abonnés domestiques alimentés en triphasé 4 fils 230/400V.

Dans le cas d'abonnés utilisant le chauffage électrique par accumulation, le facteur conseillé est de 0,8 quel que soit le nombre d'abonnés.

Nombre d'abonnés Nombre d'abonnés Facteur de simultanéité (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 0,38

Fig. A10Facteur de simultanéité dans un immeuble d'habitation


Exemple (cf. Fig. A11) :

Fig. A11Application du facteur de simultanéité (ks) à un immeuble de 4 étages + rez-de-chaussée
(correspondant à la norme NF C 14-100)

Immeuble 4 étages + rez-de-chaussée, 25 abonnés de 6 kVA chacun.

Pour une puissance installée de 36 + 24 + 30 + 36 + 24 soit 150 kVA, la puissance nécessaire est de : 150 x 0,46 = 69 kVA.

A partir du tableau reproduit en Figure A10, il est possible de déterminer l'intensité I des différentes parties de la canalisation collective. Pour les colonnes alimentées à leur partie inférieure, la section des conducteurs peut décroître depuis le pied jusqu'au sommet.

Ces changements de section doivent être espacés d'au moins 3 étages.

Dans notre exemple, I au rez-de-chaussée est de :

\frac{150\times0.46\times10^3}{400\sqrt3}=100A

Is au 3e étage est de :

\frac{\left(36+24\right)\times0.63\times10^3}{400\sqrt3}=55A

Facteur de diversité assigné pour tableaux de distribution

Les normes CEI 61439-1 et 2 définissent de façon similaire le facteur de diversité assigné pour les tableaux de distribution (dans ce cas, toujours ≤ 1).

La CEI 61439-2 indique également que, en l'absence d'un accord entre le fabricant d'ensemble (tableautier) et l'utilisateur concernant les courants réels de charge (facteurs de diversité), la charge supposée des départs de l'ensemble ou du groupe de départs peut être basée sur les valeurs de la Figure A12.

Si les circuits sont principalement dédiés à l'éclairage, il est prudent d'adopter des valeurs ks proches de l'unité.

Type de charge Facteur de charge supposé
Distribution - 2 et 3 circuits 0,9
Distribution - 4 et 5 circuits 0,8
Distribution - 6 à 9 circuits 0,7
Distribution - 10 circuits ou plus 0,6
Organe de commande électrique 0,2
Moteurs ≤ 100 kW 0,8
Moteurs > 100 kW 1,0

Fig. A12Facteur de simultanéité pour armoire de distribution (CEI 61439 et NF C 63-410)

Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation

La Figure A13 indique les valeurs du facteur ks pouvant être utilisées sur des circuits alimentant des types de charges les plus courantes.

Utilisation Facteur de simultanéité (ks)
Eclairage 1
Chauffage et conditionnement d'air 1
Prises de courant 0,1 à 0,2[a]
Ascenseur et monte-charge[b] Pour le moteur le plus puissant 1
Pour le moteur suivant 0,75
Pour les autres 0,60

[a]  Dans certains cas, notamment les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé.
[b]  Le courant à prendre en considération est égal au courant nominal du moteur, majoré du tiers du courant de démarrage.

Fig. A13Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation (UTE C15.105 table AC)