Comptage de l’énergie électrique pour bâtiments connectés, intelligents et économes

Il est indispensable aujourd’hui de bien mesurer et compter les consommations d’énergie électrique. Obligation réglementaire comme le décret tertiaire ou pour gérer les consommations et dérives énergétiques, les bâtiments tertiaires d’aujourd’hui et de demain sont nécessaires.

Ainsi, notre rapport à l’énergie évolue. Vous pouvez suivre et mieux maîtriser la consommation de votre bâtiment. Détecter une anomalie sur le réseau. Piloter à distance les équipements. Prédire des consommations et mieux négocier votre contrat d’électricité.

Dans un contexte énergétique contraignant, l’arrivée de nouvelles normes et réglementations environnementales telles que la IEC 60364-8-1 (norme européenne), la loi Elan (loi Française) et le décret tertiaire qui régissent sa mise en application, rendent ces outils de mesures incontournables dans les nouveaux bâtiments tertiaires.

De plus, l’évolution du prix de l’énergie “+ 40 % en quinze ans” ainsi que l’augmentation de la consommation de certains usages tels que l’informatique imposent de disposer d’informations fiables sur la répartition des dépenses énergétiques dans le bâtiment ; pour garder la maîtrise des coûts d’exploitation et anticiper les dérives.

Comptage simple et évolué : Les différences à connaître

Lorsqu'on parle des compteurs, il y a un nombre de paramètres importants à prendre en compte. Ces derniers sont indispensables pour choisir le bon niveau de performances de son système et obtenir le contrôle souhaité.

Comptage simple

Le comptage simple consiste à relever la consommation énergétique, exprimée en KWh. Aussi appelée énergie apparente, c’est la consommation affichée notamment sur les factures énergétiques des fournisseurs d'énergie électrique.

À cette consommation peuvent aussi être associées la tension (V), l’intensité (I), mais aussi la puissance active (W), qui sont des composantes de l’énergie apparente. 

Comptage évolué 

Le comptage évolué se compose de la relève et l’affichage des paramètres de la qualité de l’énergie (l’efficience du réseau) en plus des données de comptage simple.

Il comprend des paramètres tels que la puissance réactive, apparente ou le facteur de puissance.

On utilise, pour cette application, des compteurs d'énergie.

Afin d'aller plus loin dans l’analyse des dérives d’un réseau d’alimentation électrique, le comptage évolué vous apporte des paramètres supplémentaires tels que les harmoniques de tension et de courant sur l’ensemble des phases et le neutre.

Pour mesurer les harmoniques sur les principaux rangs, une centrale de mesure est nécessaire.

Voici les exemples de solutions de comptage complètes pour réaliser vos mesures, à tous les niveaux de votre installation électrique :

Comptages simples et évolués : les indicateurs à connaître

Puissance réactive (Q)

La puissance réactive (Q), exprimée en var, est une puissance générée par les consommateurs réactifs d’un circuit. Ils sont, soit de type capacitif (condensateur) ou de type inductif (bobine)

La puissance réactive peut dégrader la performance d’un réseau électrique. Cela engendre une apparition d'énergie calorifique synonyme de pertes énergétiques. Bon à savoir, la puissance réactive est mesurée et peut être taxée au-delà d’un certain seuil par les fournisseurs d'énergie électrique car elle affecte la performance globale de leur réseau. C'est pourquoi, il est essentiel d’identifier et de maîtriser la puissance réactive de son réseau électrique.

N'oubliez pas que, plus la puissance réactive est importante, plus la puissance apparente souscrite auprès de votre fournisseur d’électricité devra être conséquente pour un même besoin de puissance active.

Energie (E) et puissance (P)

La puissance P, exprimée en kilowatts (kW) est la résultante de la tension d’un circuit par l’intensité y circulant à un instant donné. Elle diffère de l’énergie, exprimée en kWh qui, elle, représente une quantité d'énergie cumulée sur une période d’une heure. C’est cette dernière qui est facturée par le fournisseur d'énergie électrique.

Puissance active (P)

La puissance active (P) exprimée en watts est la puissance disponible à l’instant T pour alimenter un consommateur d’un réseau.

Le Cos Φ

Le Cos Phi est le coefficient de performance dû au déphasage angulaire entre la tension et le courant d’un circuit alternatif. Dans l’idéal, il doit tendre vers 1 car cela signifie que l’angle de déphasage entre la tension et le courant est faible. La puissance perdue sur le réseau est dans ce cas faible. Cette puissance perdue, appelée puissance réactive, est générée par les charges non résistives de type inductives ou capacitives présentes dans un réseau électrique. Un des moyens d’amortir ces dérives de Cos Φ  est d’installer des batteries de condensateur correctement dimensionnées en fonction des condensateurs présents sur un réseau électrique.

Les harmoniques

Sur tout réseau électrique en courant alternatif, le courant circule à une fréquence d’oscillation fixe de 50 Hz pour la France. Afin de garder un signal sinusoïdal le plus régulier possible, cette oscillation doit rester constante.

Or, le réseau sert à alimenter des consommateurs fonctionnant pour certains en courant continu. Le signal doit alors être transformé via une alimentation AC / DC. Ces opérations de transformation ne sont pas sans conséquences sur la stabilité de la fréquence. Ces distorsions de la fréquence engendrées s’appellent des harmoniques. Ils peuvent apparaître sur le signal de la tension, du courant sur chaque phase, entre phases ou entre une phase et le neutre. Les harmoniques se traduisent physiquement par des perturbations de ligne comme de l’interférence, l’augmentation du bruit et une réduction du rendement global, ainsi que des échauffements. Pour finir, cela peut aussi créer des perturbations sur le fonctionnement et le déclenchement des protections électriques d’une installation.

Pour limiter les harmoniques, il est important d’identifier leur origine afin d’installer les bons dispositifs curatifs tels que des filtres actifs ou passifs.

L’import / export d'énergie

Sur une installation électrique, on admet généralement que la tension et le courant sont positifs, puisque les charges présentes sur un circuit consomment de la puissance lorsqu’elles fonctionnent.

Pourtant, certaines charges inductives peuvent, dans certaines situations, voir leur intensité et leur tension passer en négatif. Lorsque tension et courant sont positifs, on parle d'import d'énergie. À l'inverse, s'ils sont négatifs, on parle d'export d'énergie. Il est possible d'avoir une grandeur positive et une négative : on parle alors de mesure sur les quatre quadrants.

Cette réaction est possible lorsque l'une des deux courbes sinusoïdales de la tension ou du courant est déphasée par rapport à l'autre.

Puissance apparente (S)

La puissance apparente (S) exprimée en VA est la puissance totale pouvant être fournie à un réseau ou un consommateur. En France, c’est cette puissance qui est prise comme référence pour tout abonnement électrique, car elle est composée de la puissance active (donc de la puissance utilisée) et de la puissance réactive (donc de la puissance générée).