A

De la centrale au consommateur

• Les centrales électriques produisent de l'électricité qui est ensuite transportée à travers le réseau dans les lignes à haute tension (HT), moyenne tension (MT) et basse tension (BT) jusqu'aux utilisateurs. La production est régulée en fonction des besoins des utilisateurs grâce aux smart grids, réseaux électriques intelligents.

B

L'effet Joule

• Lorsqu'un courant traverse un matériau conducteur, il se produit un phénomène appelé effet Joule qui se traduit par un échauffement et un dégagement d'énergie thermique vers l'environnement.


• La puissance dissipée par effet Joule est définie par : P = R \cdot I^2.
  E = P \cdot \Delta{t} est l'énergie convertie (en J) lorsqu'un conducteur de résistance électrique R (en Ω) est traversé par un courant d'intensité I (en A) pendant une durée \Delta{t} (en s).

C

Des pertes dans le réseau électrique

• La tension électrique est augmentée pour minimiser les pertes par effet Joule. En effet, pour une puissance P fixée, plus la tension est élevée et plus l'intensité est faible. La puissance dissipée par effet Joule est donc moins importante.


• La part d'énergie électrique transportée qui est dissipée par effet Joule dans l'environnement est estimée à environ 2 %. Dans le réseau de distribution, les pertes peuvent atteindre 6 %.

A

Modélisation du réseau électrique

• Un réseau de transport électrique peut être modélisé par :
• un circuit électrique comprenant un générateur, des transformateurs et des fils ;
• un graphe orienté dont les arcs représentent les lignes électriques et dont les sommets représentent les sources, les cibles et les nœuds intermédiaires.

B

Minimisation des pertes

• L'objectif est de minimiser les pertes par effet Joule sur l'ensemble du réseau. Pour cela, il faut respecter certaines contraintes :
• l'intensité du courant sortant d'une source est limitée par la puissance totale distribuée ;
• l'intensité totale entrant dans un nœud intermédiaire est égale à l'intensité totale qui en ressort ;
• l'intensité totale qui arrive à chaque cible est imposée par la puissance qui y est utilisée.