La puissance réactive, comment ça marche ?

La puissance réactive représente bien souvent un sujet qui soulève de nombreuses interrogations. En effet, cette dernière peut apparaître sur les factures d'électricité des entreprises.

Sans notion d'électricité, il est difficile de saisir son utilité et son rôle. Cela tombe bien, car chez SirEnergies nous aimons expliquer simplement des sujets complexes !

Nous allons donc d'abord vous expliquer quelle est la nature de la puissance réactive. Par la suite, nous verrons ses modalités de facturation et donc le coût qu'elle peut représenter sur vos factures. Enfin, nous verrons de quelle manière il est possible d'éviter ces pénalités de facturation.

Il se peut que vous ne soyez pas concernés pour le moment. Cependant, cela ne présume pas de l'avenir. En effet, il est probable qu'avec le temps et l'usure, certaines machines, par exemple industrielles, se détériorent. Cela peut provoquer une consommation de puissance réactive au-delà d'un niveau acceptable.

L'installation de certaines machines, comme nous allons le voir, favorise également la consommation de réactif. C'est pour cette raison qu'il est important de connaître ce mécanisme afin d'en prévenir les risques. Cette problématique concerne particulièrement les professionnels de l'industrie. L'impact des clients particuliers est trop faible pour paraître significatif pour le gestionnaire de réseau.

Quelle est la différence entre la puissance active, la puissance réactive et la puissance apparente ?

Pour commencer, il faut donner la définition de la puissance électrique. En régime alternatif, l'électricité se compose en trois parties : la puissance apparente, la puissance active et la puissance réactive. Cela ne concerne donc pas le régime en courant continu.

La puissance apparente – Définition

La puissance apparente est la valeur qui apparaît sur votre contrat. Il s'agit de la somme trigonométrique des deux autres puissances. Cette valeur représente le seuil à ne pas dépasser afin d'éviter de disjoncter.

La puissance active – Définition

La puissance active est transformée en chaleur (effet Joule) ou en mouvement (mécanique). C'est cette partie qui fait scintiller nos ampoules. Il s'agit là de la puissance utile de l'électricité.

La puissance réactive – Définition

Il s'agit de la partie « invisible » de l'électricité. Cette puissance réactive est la conséquence des champs magnétiques générés par certains appareils en fonctionnement.

Il faut comprendre que plus il y aura de consommation de puissance réactive et plus les volumes d'énergie transportés seront importants. Cependant, si les volumes de puissance demandés sont importants, cela provoque des pertes supplémentaires sur le réseau. Le coût de ces pertes est important. L'usure et l'échauffement des câbles induisent des coûts supplémentaires pour le gestionnaire de réseau.

Malgré le fait que la puissance réactive soit utile à certaines machines, son coût est donc répercuté sur votre facture.

Comment calculer la puissance réactive ?

Afin de mieux nous rendre compte de cette relation, nous pouvons clairement poser la formule de puissance suivante :

S = √(P² + Q²)

Avec respectivement :

• S = Puissance apparente (VA → Volt × Ampère)
• P = Puissance active (W → Watt)
• Q = Puissance réactive (var → Volt × Ampère réactif)

La représentation sous forme de vecteurs est également utile à la compréhension de ce phénomène. Cela devrait sans doute rappeler quelques souvenirs du lycée à certains d'entre vous !

L'angle φ (prononcé « phi ») contenu dans la formule de la puissance réactive représente le déphasage de l'onde électrique. Il est exprimé en degrés. On appelle cette figure le triangle des puissances.

En résumé

Pour simplifier ces explications, nous pouvons résumer la situation comme cela.

Le client va payer la puissance apparente S alors que ses appareils ne vont utiliser en réalité que la puissance active P pour fonctionner.

En effet, il est tout de même nécessaire de maintenir la puissance réactive Q afin de garder l’équilibre entre ces éléments. Si la consommation de puissance réactive est trop importante, elle est pénalisée.

Calcul de la puissance réactive – Triangle des puissances

Je ne citerai pas la source du dessin ci-dessous, mais ceux qui connaissent Emmanuel Sire rigoleront 😂 C'est une nouvelle version sans voile !

Ci-dessous, nous avons une personne sur la plage qui tire un bateau qui est dans l'eau à l'aide d'une corde.

Dur dur de tirer un bateau avec une corde en étant à côté de lui...

Nous pouvons faire l’analogie de la puissance réactive avec les forces en jeu dans ce schéma.

Il est nécessaire pour l'homme d’exercer une force verticale pour faire avancer le bateau. Cependant, on constate qu’une autre force entre en jeu, qui est quant à elle horizontale. Cette force ne fait pas avancer le bateau, mais elle est là. C'est la puissance réactive.

Comment est facturée la puissance réactive ?

Les entreprises concernées le plus souvent par ces problématiques utilisent un certain type d'installation. On peut citer entre autres :

• Fours à arc ou à induction
• Moteurs asynchrones
• Transformateurs de courant et redresseurs de puissance
• Lampes à fluorescence

Le TURPE prévoit de facturer l’énergie réactive soutirée pendant les mois de novembre à mars, de 6 h à 22 h. Mais seulement pour la partie qui dépasse le fameux seuil de la tangente φ (0,4).

Il faut tout d’abord calculer le ratio tg (tangente φ) suivant : énergie réactive / énergie active.

Si ce ratio dépasse 40 % (0,4), alors le gestionnaire de réseau facture le surplus. En effet, la consommation excessive d'énergie réactive provoque donc des pertes, comme nous l'avons vu. Cependant, elle peut également provoquer des chutes de tension ou des surcharges (au niveau du transformateur). Il faut donc envoyer un signal-prix clair aux clients afin de les inciter à réduire leurs appels de puissance réactive.

La facturation de l’énergie réactive s’applique aux clients raccordés en Haute Tension HTA et HTB (C1-C2-C3) et en Basse Tension BT > 36 kVA (C4).

L'énergie réactive est facturée de cette manière :

Le prix est exprimé en c€ par kvar·h.
La quantité d'énergie réactive et le prix figurent sur votre facture. Vous pouvez donc calculer vous-même ces montants grâce à ce tableau.

Comment éviter les pénalités de facturation ?

Il est possible de compenser l'énergie réactive nécessaire à votre fonctionnement en utilisant des condensateurs fixes ou à régulation automatique.

Il est donc possible de fournir de l'énergie réactive dans votre installation directement depuis l'intérieur de l'installation et donc sans en prendre sur le réseau électrique. On réduit ainsi la demande d'énergie réactive auprès du réseau. On évite ainsi les pénalités.

De cette manière, le site peut devenir autonome en termes de puissance réactive.

Une installation de batterie de condensateurs sur un site industriel. Source : ICAR

Il existe deux manières différentes de produire de l'énergie réactive :

• Une première constante : les batteries délivrent une puissance constante sur la durée. Cela concerne les installations de faible consommation réactive (moins de 15 % de la puissance du transformateur).
• Une seconde graduelle : les batteries délivrent une puissance qui s'active par paliers. Selon le moment choisi, il est possible d'activer différents niveaux d'intensité.

Ce genre d'installation peut s’implanter à différents endroits. Tout d’abord en amont du site électrique et couvrir ainsi l’intégralité du site. Ou alors se trouver localement sur une machine spécifique. Cette flexibilité permet d’adapter ce système selon les besoins du site. Vous en savez ainsi plus sur la puissance réactive et ses impacts sur votre facture d’électricité.

N'hésitez pas à consulter notre article pour tout comprendre de l'effacement électrique.

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