Qu'est-ce que la puissance électrique active, réactive, apparente?

Le courant alternatif

sinusoide courant alternatif Commençons en douceur avec le courant alternatif, qui alimente nos prises électriques et qui peut être représenté par une sinusoïde. La fréquence est de 50Hz (en France) et 60Hz aux Etats-Unis. Cela explique pourquoi les consoles de jeux notamment, propose les deux types de fréquences lors de la première utilisation. Cela veut donc dire, pour la France, qu'il y a 50 oscillations en 1 secondes, soit une toutes les 20 millisecondes.

sinusoides dephaséesUne notion très importante et qui nous intéresse particulièrement ici, est le déphasage, noter φ (ou ϕ)(phi). C'est le décalage entre la tension et l'intensité. A noter que selon le type d'appareils électriques (résistif, inductif, capacitif), les déphasages sont différents.

Les puissances : apparente, active, réactive

Le triangle des puissances

triangle des puissancesMaintenant que nous avons vu succintement de quoi était composé le courant alternatif, passons aux puissances, puisque c'est bien l'objet de cet article. Il y a donc 3 puissances différentes, que nous verrons plus en détails un peu plus tard, à savoir la puissance apparente, active et réactive. Elles sont toutes trois liées par le triangle des puissances.


La puissance apparente

La puissance apparente est la somme (trigonométrique) de la puissance active et réactive. C'est par ailleurs la puissance souscrite (kVA) pour son contrat d'électricité. Elle se calcule comme suit : S=U.I S = Puissance apparente (VA) (homogène à des Watts) // U = Tension (V) // I = Intensité (A)

La puissance apparente est l'hypothénuse du triangle des puissances. On peut donc, grâce à ce bon vieux Pythagore, la calculer à partir des deux autres puissances : S=√(P²+Q²) S = Puissance apparente (VA) (Volt-Ampère)
P = Puissance active (W)
Q = Puissance réactive (VAR)

La puissance active

La puissance active est la puissance qui va provoquer un mouvement, on pourrait la qualifier d'"utile". Elle est souvent confondue avec la puissance apparente. Elle représente, en particulier dans les habitations, la majorité de l'énergie consommée. P=U.I.cos φ P = Puissance actve (W)
U = Tension (V)
I = Intensité (A)
φ = déphasage (°)

La puissance réactive

La puissance réactive est beaucoup moins connue et plus complexe à aborder. En effet, ce n'est pas une puissance à proprement parler puisque l'on ne peut pas en tirer un "travail". Cependant, elle est nécessaire dans de nombreux systèmes, notamment dans tous ceux qui sont équipés d'un bobinage. Parmi eux, on peut noter les moteurs tournants évidemment, mais aussi les appareils de froid, certains composants informatiques, etc. Les appareils purement résistifs, dont les convecteurs se rapprochent le plus, sont les seuls à ne pas consommer d'énergie réactive. Cette puissance réactive peut être compensée par des batteries de condensateurs qui ont la propriété de pouvoir fournir de l'énergie réactive au système en ayant besoin. Q=U.I.sin φ Q = Puissance réactive (VAR) (Volt-Ampère Réactif)
U = Tension (V)
I = Intensité (A)
φ = déphasage (°)

L'eco-box, un moyen de compenser son énergie réactive?

L’eco-box n’est pas un produit qui correspond aux installations électriques des foyers ou petites entreprises. Seuls les tarifs "jaune" avec des puissances souscrites importantes, pourront peut-être y trouver un intérêt, en baissant leur abonnement. L’argumentaire est bien rodé et table sur des notions où il est très facile de se perdre.

L’eco-box? Oui, mais laquelle?

photo d'eco-boxQuestion qui peut paraître surprenante, mais qui est tout à fait légitime... De quelle eco-box allons-nous parler? En effet, de nombreux produits ont la dénomination eco-box (avec des orthographes plus ou moins différentes) et des usages très variés. Celle dont il est question ici est l’eco-box permettant, théoriquement, de diminuer ses consommations d’énergie en réduisant la puissance réactive consommée.

Principe

La mise en place d’une batterie de condensateurs, juste après le disjoncteur ERDF, permet de compenser l’appel d’énergie réactive. Cette dernière, ne se transforme pas en énergie mécanique et ne sert qu’à permettre le fonctionnement d’un moteur tournant notamment en alimentant les bobines. Comme cette énergie n’est pas à proprement parler utile, l’idéal est de la minimiser. C’est ce qu’oblige ERDF aux gros consommateurs, en tarif vert, en faisant payer leur consommation en énergie réactive au-delà d’un certain seuil. Mais quand est-il des tarifs bleu et jaune?

Quelles sont les promesses?

Les promesses faites par les vendeurs d’eco-box sont très nombreuses:

L’argumentaire

Ça existe depuis longtemps aux États-Unis

Un des principaux arguments pour vanter les mérites de l’eco-box est de dire que ce genre de système existe depuis longtemps aux États-Unis, y compris pour les petites entreprises. Or, les tarifications de l’électricité aux États-Unis ou en France ne sont évidemment pas du tout les mêmes. Cela ne veut donc strictement rien dire.

EDF (ou concurrent) fait payer l’énergie réactive, même en tarif jaune ou bleu

Faux, faux et faux. EDF ne fait pas payer l’énergie réactive pour les tarifs "bleu" et "jaune". Point à la ligne. Les compteurs, même à roue, parviennent effectivement à faire la part entre puissance réactive et puissance active, pour ne prendre en compte et facturer que cette dernière. C’est tout ce qu’il faut retenir.

Que peut-on vraiment espérer?

En réalité, la seule chose que l’on peut tout à fait envisager est la réduction de la puissance souscrite (apparente). En effet, cette dernière tient compte à la fois de la puissance active et réactive. Si on baisse la puissance réactive, on peut baisser la puissance souscrite. Cela aura pour effet une diminution du tarif de l’abonnement. Mais la pose d’un tel système vaut environ 1000€ et ce n’est pas la diminution de votre abonnement, qui vous fera économiser quelques dizaines d’euros par an, qui rendra le système rentable.

Pour ce qui est de l’allongement de la durée de vie des appareils, cela dépend de beaucoup d’autres choses et il est très difficile à quantifier les effets bénéfiques qu’aura l’eco-box sur la qualité de votre installation électrique. Cependant, en régulant la tension, le système empêchera les surtensions qui pourraient endommager le matériel et joue donc un rôle de parafoudre. A noter que la plupart des multiprises récentes sont également parafoudres.

Conclusion

La puissance réactive est plus abstraite que la puissance active, mais le fait qu'elle puisse être compensée peut offrir une voie d'économie d'énergie et donc d'une baisse de la facture d'électricité. Mais ceci uniquement pour les gros consommateurs puisque les particuliers ne la payent pas. L’eco-box n’est pas un produit qui correspond aux installations électriques des foyers ou petites entreprises. Seuls les tarifs "jaune" avec des puissances souscrites importantes, pourront peut-être y trouver un intérêt, en baissant leur abonnement. L’argumentaire est bien rodé et table sur des notions où il est très facile de se perdre. L'idéal reste évidemment de connaître les gestes simples pour réduire sa facture d'électricité sur le long terme.

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#104 - Mat17 - 26 Janvier 2019

Bonjour,
j ai des tetes d'eclairages de puissance 23W 16A. Je peux les relier les unes aux autres sur un groupe electrogene. Questions:
- Comment savoir combien de lampes je peux brancher selon la puissance du groupe, exemple 3.5 kWA, 1 kWA...
- Si je connecte x tetes, quelle puissance me reste-t-il pour brancher d'autres equipements sur le GE ? perceuses....

Merci de votre aide

#103 - Michel 83120 - 02 Novembre 2018

Bonjour, j'ai un problème sur une installation avicole. Relamping de tubes neuf LED 24w dimmable, par 37 pièces répartis sur 2 rangées (18 + 19 pièces). Fonctionnant sur un dimmer RVLED 1000E (de 1000W). La mesure est de 110mA par tube avant l'installation, et une fois installé les tubes pas à 170mA. Pourquoi?
quand nous allumons les 37 tubes c'et une vrai discothèque, ça clignote en permanence quelque soit le degré de variation du dimmer, et quand nous allumons une seule rangée cela fonctionne parfaitement. Pourquoi ?
Nous avons également relevé 7,8A sur la totalité des tubes: hors cela devrait faire que 4,07A....pratiquement du 200%, pourquoi ?
Pour infos le batiment fait de 80 à 100m de long, le tube LED a été crée sur une base de fonctionnement avec dimmer TRIAC (mais nous sommes en rupture et travaillons maintenant avec le RVLED 1000E : est-ce compatible?)... Merci pour votre retour d'infos!

#102 - dario - 12 Juillet 2018

les compteurs à disque ne mesure que de l'actif c'est la position des bobines tension et intensité qui permet cela , les linky n'indique plus la puissance active donc difficile de vérifier une consommation active faible c'est un raté de cet appareil. Son disjoncteur est calqué sur celui du disjoncteur électro-magnétique et ne disjoncte pas à sa valeur d'abonnement comme annoncer un peu partout ( j'ai éffectué les test) et les problèmes courament vu sue les blog ne viennent que d'une différence entre l'abonnement officiel et l'abonnement du client qu'on appelle tout simplement : fraude . L'abonnement 6 KVA est bien règlé à 30 A et non 26 A donc rien n'est changé de ce coté. Quand au post ci-dessous cette personne consomme du courant avec le disjoncteur principal déclenché ce qui n'est pas normal.

#101 - rouault - 16 Février 2018

bonsoir Benjamin
J'ai installé un filtre passe bas car j'ai un LINKY qui me pourrit la vie. Je suis devenu EHS 1 mois après son installation.
Ce filtre (triphasé + N) est intercalé entre le disjoncteur et mon Interrupteur différentiel général.
Disjoncteur OFF : zéro VA
Disjoncteur ON et inter OFF : 70 VA par phase
C'est une puissance apparente, mais c'est quand même une consommation non ? : 70/230=0.3 A par phase
ça va m'être facturé comment ?
Cordialement

#100 - miporquerolles - 30 Janvier 2018

le fait de présenter la puissance par le produit de 2 valeurs efficaces m'incite à penser que le cosinus phi n'est pas pris en compte
De même la notion de valeur efficace n'a de signification que si les ondes sont parfaitement sinusoïdales
Le compteur a les 2 valeurs: tension et courant instantanées il peut donc par l'intégration du produit i*v connaitre la puissance active intégrée sur un certain temps. C'est ce qu'il transmet pour facturation?
Ceci étant une surfacturation pour compenser les surintensités est utile
Changer de puissance souscrite c'est augmenter de 30€/an l'abonnement!!

#99 - Benjamin (Admin) - 26 Janvier 2018

Bonjour miporquerolles,
Sur les factures d'électricité, la consommation facturée est bien en kWh. Effectivement, je ne sais pas comment physiquement se fait la conversion "en direct" par les compteurs à roue. J'imagine qu'il y a un étalonnage avec un cos phi "par défaut". Mais il y a peu de littérature sur le sujet (et les sujets récents ne parlent que du Linky ce qui est relativement logique).
De mémoire, les compteurs électroniques faisaient déjà la différence en instantanée (affichage de la puissance en W et en VA).
Mais dans ces 2 cas, c'étaient bien le disjoncteur de tête qui faisaient couper l'installation en cas de dépassement, d'où la puissance en kVA car le disjoncteur lui ne fait pas la différence active/apparante.

Il était donc souvent possible d'aller un peu au-delà de la puissance souscrite (avec une puissance efficace de 220V = radiateur électrique, on gagne 10% de marge par rapport à la tension efficace moyenne prise en compte par Enedis de 200V).

Avec le Linky, c'est différent puisque c'est lui qui coupe et est donc programmé pour la puissance souscrite. C'est pourquoi de nombreuses personnes voient le Linky sauté plus souvent. Dans ce cas, cela signifie qu'il faut passer à la puissance d'abonnement supérieure ou bien mieux gérer ses consommations simultanées d'électricité (éviter la machine à laver lorsque l'on cuisine par exemple...).

#98 - miporquerolles - 29 Décembre 2017

Comment le distributeur mesure la puissance la puissance active?
La puissance indiquée sur la facture est KVA, donc à priori pas de mesure de cosinus phi
ou une prise en compte d'un cosinus phi moyen pris en compte par exemple par une tension efficace de 200 v?
Si on ne fait pas une intégration u*i en instantané je ne vois pas comment le fournisseur peut facturer que la puissance

#97 - Franck - 01 Mai 2017

Bonjour,
Selon la norme électrique NFC 15 100 : Le nombre de point d’éclairage est limité à 8 par circuit. La section minimum des fils qui alimentent « ces prises » est de 1.5 mm^2 et la protection doit être de 10 A maximum par disjoncteur (norme de 2003 selon date du permis de construire).
En cas de spots ou de bandeaux lumineux, on compte 1 point d’éclairage chaque 300 VA installé dans la même pièce.

QUESTION :

Quelle (et comment la calcule-t-on) est la puissance apparente d'une lampe iodure métallique avec son ballast en sachant que :

caractéristique technique de l'ampoule :
Données électriques /
Puissance nominale 70,00 W
Puissance nominale 78,00 W
Courant de la lampe 0,95 A
Condensateur PFC à 50 Hz 12 µF 1)
Tension nominale 98,0 V
Tension d'allumage 3,6 / 36 kVp 2)
Efficacité lumineuse alimentation conv. 76 lm/W
1) A tension nominale et avec un cos ϕ ≥ 0,9
2) Minimum / Maximum

caractéristique technique du ballast :
Spannung prim. 230V ~50Hz
Zündspannung <5kV
Anzahl Ausgänge sek. 1
Leistung 70W
Leistungsfaktor (λ) 0,98
supply current 0.365 A
soit : https://www.slv.com/fr-ch/leuchten-leuchtmittel/ballast-electronique-hid-pour-cdm-70w-230v-incl-serre-cable-470370.html

En fonction de la puissance apparente du ballast+iodure je pourrai déterminer le nombre de ces produits que je peux installer sous 1 DISJONCTEUR 10 A; la norme m'autorisant au maximum de 8*300=2400VA

Avec mes remerciements. Franck

#96 - Benjamin (Admin) - 24 Mars 2017

Bonjour Jamal,
Vous pouvez trouver des abaques qui donnent un coefficient (qui découle de calcul trigonométrique entre les cos phi) pour trouver la puissance de la batterie de condensateur.
Ainsi, pour passer d'un cos phi=0,85 à 0,92 (valeur généralement prise), il faut :
Qkvar = 0,17 x 20 kW = 0,340 kVar.

Abaque dispo ici par exemple : https://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=11483#c248

#95 - Jamal - 23 Mars 2017

Bonjour tout le monde
J'ai un moteur triphasé asynchrone 20kw avec un cos phi=0,85 couplage étoile triangle, je veux améliorer leur cos phi, à quel puissance et capacité de condensateur utiliser ou bien la relation ?

#94 - Benjamin (Admin) - 19 Janvier 2017

Bonjour ASENE,
Je suis loin d'être un spécialiste des moteurs mais n'y a-t-il pas un risque que vos moteurs sont entraînés et deviennent donc générateurs = courant vers le groupe électrogène = puissance inversée?

#93 - ASENE - 12 Janvier 2017

un groupe électrogène alimentant des moteurs triphasés s'arrête au bout de 15minutes de marche et affiche comme défaut PUISSANCE INVERSE. Quelle est la cause ?

#92 - B.denaize - 25 Décembre 2016

Et pourquoi ne pas nous donner les éléments ici ?
"Comment j'ai pu baisser la consommation électrique de 88 %". Quand on est mis en défaut et qu'on tente d'en remettre une couche on fait au moins en sorte de parler du sujet : on ne baisse pas la consommation ( facturée en kwh) en compensant le réactif. On ne fait que baisser la puissance apparente (kVA) ce qui permet de baisser la puissance souscrite et peut être le prix du transport de l'électricité.
C'est comme l' histoire des 6 volts mini entre neutre et terre nécessaires pour que ça marche : du baratin d'escroc. En schéma de liaison à la terre IT on peut avoir 230 entre neutre et terre et ça n'empêchera jamais une batterie de condensateur de faire son travail.

#91 - varkiller - 24 Décembre 2016

Bonjour tout le monde,
" varkiller est un escroc"...
J'invite tres serieusement tous les internautes qui suivent cette pages à me contacter sur eugelec@outlook.fr,
je presenterai comment j'ai pu baisser la consomation electrique d'un magasin de 88%,
avant de balancer des affirmations, on se renseigne.
J'ai egalement pas mal de PME installées qui pourront présenter l'amélioration apportée.
Salutations

#90 - Benjamin (Admin) - 09 Décembre 2016

Bonjour b.denaize,
Dans ce cas nous sommes bien d'accord.
(Sauf que dans le cas d'un changement de 240 à 120 kVA, c'est bien 1500€ et plus 400€...).

Avant de voir si c'est intéressant de mettre une batterie de condo, il faut d'abord mesurer ce que l'on consomme et si c'est en adéquation avec son abonnement...

#89 - b.denaize - 09 Décembre 2016

en <36kVA aussi on peut avoir plus de gain, avec moins de conso que le 60000kwh que j'ai pris en exemple.
Là vous prenez un exemple en ex tarif jaune avec un gain de 400€ mais le calcul étant basé sur le même principe vous verrez que le gain sur la puissance souscrite est d'autant plus faible que la consommation est importante;

Restons sur votre exemple avec 240 vers 120kVA de puissance souscrite et un gain de 400€ sur l'acheminement. Combien consomme le client dans cet cet exemple ? 100 ? 120 ? 150 MWh ? 400e de gain sur le coût total est alors bien loin des 25%... rien que sur le cout total de l'acheminement on est déjà bien loin des 25% !

Mais comme je le disais dans mon premier commentaire, ça n’empêche pas de rendre la mise en place de batteries de condo très intéressante voir nécessaire dans beaucoup de cas. Il faut juste avoir en tête que
1) ce n'est pas toujours intéressant (ou déjà en place...)
2) que les gains sont de l'ordre de quelques %, pas de 25 à 88%...

#88 - Benjamin (Admin) - 08 Décembre 2016

Bonjour b.denaize,
Votre raisonnement est juste mais ne prend en compte que le passage d'un BT>36kVA à un BT<36kVA...
Si on reste en ex-tarif jaune, en passant de 100 kVA à 70 kVA par exemple, la gain est de 400€...

L'exemple que j'avais en tête était un passage de 240 kVA à 120 kVA... Cela fait tout de même une petite différence... (1500€).

#87 - b.denaize - 08 Décembre 2016

Bonjour

Si on prend un client raccordé en BT<36kVA et que l'on regarde les tarifs officiels du TURPE (tarifs réglementés, identiques pour tout le monde)
Il va payer 9€ par an de frais de gestion + 23 de composante comptage
puis 6.48e* la puissance souscrite soit 116€/an pour 18kVA
ou 12.96* la puissance souscrite soit 466€/an à 36kVA

il va ensuite payer un variable sur l’énergie distribuée : avec 18kVA ce sera 3.25c€/kwh et avec 36kVA ce sera 2.61€/kwh.
Si on considère une consommation de 60000kwh, tout a fait cohérent pour un tel client, on voit qu'il va payer 2064€/an avec 36kVA et 2098€/an avec 18kVA pour le transport.
Quel intérêt un tel client aurait-il à baisser sa puissance souscrite ?

Dans cet exemple le client perdrait de l'argent ! Moralité,
1) des gains de 25 % sont surement possible mais dans des cas de consommations très très faibles (ou on ne paye que l'abonnement en gros), donc des cas marginaux où il n'y a pas réellement d'activité chez le client.
2) les gains sont très variables suivant les profils de consommation.
3) dans certains cas on perd financièrement à prendre un abonnement plus faible, dans ce cas , en tarif bleu ou jaune, toute installation de batterie de condensateur serait de l'argent jeté par la fenêtre.

Moralité n°2
Varkiller est un menteur et donc un escroc

#86 - Benjamin (Admin) - 07 Décembre 2016

Bonjour b.denaize,
Les arguments de varkiller sont sans aucun doute très commerciaux et certains sont effectivement faux. Mais cela montre un exemple
Toutefois, il n'est pas rare de voir des contrats largement surdimensionnés, notamment dans des bâtiments neufs où j'ai déjà vu une puissance souscrite plus de 2 fois supérieure à ce qui était nécessaire (240 kVA pour 100 kVA consommés max).

Dans ces conditions il peut être parfois facile de faire faire 25% d'économies... Est-ce que c'est grâce à une compensation d'énergie réactive? Non c'est sûr...
Mais l'instrumentation à au moins le mérite de voir la puissance effectivement consommée (et ça répartition active/réactive).

Je suis cependant d'accord avec vous (et c'était déjà prévu de le faire), nous élaguerons quelques commentaires.

Merci de l'intérêt que vous portez au site.

#85 - b.denaize - 06 Décembre 2016

Bonjour

Pourquoi laissez vous les messages de varkiller dans les commentaires ?

Il sort des termes techniques pour faire pro mais ment comme un vendeur de frigo !
"Aujourd'hui je propose une prestation d'optimisation énergétique adapté à chaque type d'utilisation, avec des taux d'économie compris entre 25 et 88% selon le cas... 88% sur une surface de vente, travail sur l’éclairage et compensation énergétique."
88% d’économie grâce à optimisation l’éclairage par compensation du réactif... sans déconner !
En supposant qu'il n'y a que de l’éclairage dans cette espace de vente, il faudrait que son contrat de fourniture d'énergie soit des dizaines de fois trop gros pour espérer le réduire au point d'atteindre 88% d’économie ! et si tel était le cas, ce ne sont pas des optimisations par compensation du réactif mais juste une optimisation tarifaire !

Compenser le réactif peut être très intéressant :
>en tarif vert pour supprimer une éventuelle facturation de ce réactif
>en tarif jaune ou bleu pour réduite l’abonnement (la taille du tuyau)

mais les gains à attendre sont de quelques pourcents sur une facture, pas de quelques dizaines de % et encore mois de 88% !
Gains annoncés de 25 à 88% = escroquerie !


#84 - Benjamin (Admin) - 20 Octobre 2016

Bonjour Ouatt Cy,
Oui bien sûr, il y a une cause à effet. En améliorant le facteur de puissance, on diminue la puissance apparente à produire par le groupe électrogène.
(Pas de manière linéaire, cf formule puissance apparente = racine carré de (Puissance active² + puissance réactivé²), cf triangle de puissance et Pythagore )

#83 - OUATT Cy - 16 Octobre 2016

Bonjour, Je souhaiterais savoir s'il y a une relation de cause à effet entre l'amélioration du facteur de puissance et la réduction de la consommation spécifique d'un groupe électrogène.

Cordialement

#82 - Benjamin (Admin) - 06 Octobre 2016

Bonjour jerome8791,
Si le moteur fait 1 kW de puissance active, avec un cos phi de 0,8.
Alors il faut une alimentation de 1/0,8 = 1,25 kVA.
(en partant sur le principe que les 3 phases sont équilibrés si on est en triphasé)...

#81 - jerome8791 - 02 Octobre 2016

Bonjour Benjamin ,
merci pour la repose, j'ai une autre question
j'ai un moteur de 1kW et cos phi 0.8, je veux le faire alimenter par un groupe.
comment faire les calcules pour bien choisir le groupe qui convient?
a ce que je doit calculer la puissance S consommé par le moteur (si ça se permit de dire ça)?
Remonter

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