Unité d’enseignement : GEEL · S3 · UE2 — Systèmes & Réseaux Électriques

Tout projet d’installation électrique aboutit à une liste de matériel : disjoncteurs, contacteurs, relais, parafoudres, canalisations, cellules HTA, transformateurs, transformateurs de mesure, relais de protection. Ce cours apprend à identifier, caractériser et choisir ces équipements, en BT comme en HTA, à partir des catalogues des grands constructeurs (Schneider Electric, Siemens, ABB) et des normes (CEI 60947, CEI 60898, CEI 62271, CEI 60076, CEI 60909, NF C 15-100, NF C 13-100). Il s’appuie sur le contexte du réseau NIGELEC : distribution HTA en 20 kV et 33 kV, postes de transformation HTA/BT, climat chaud et poussiéreux qui impose des déclassements.

Objectifs d’apprentissage

• Identifier et caractériser les équipements électriques industriels BT et HTA.
• Lire les fiches techniques et catalogues constructeurs (Schneider, Siemens, ABB).
• Dimensionner le matériel d’appareillage pour une installation électrique donnée.
• Comprendre les critères de choix selon l’application et les normes en vigueur.

Prérequis

Réseaux Électriques & Distribution (RED3201) • Électricité Industrielle (ELI2203). Il faut savoir calculer un courant d’emploi en triphasé, connaître les schémas de liaison à la terre et les bases du démarrage des moteurs.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Appareillage Basse Tension
2. Leçon 2 — Appareillage Haute Tension (HTA)
3. Leçon 3 — Dimensionnement et Sélection

Travaux pratiques

• TP1 : Lecture et exploitation de catalogues Schneider / Siemens (leçon 1).
• TP2 : Dimensionnement d’une installation industrielle avec le logiciel Ecodial (leçon 3).
• TP3 : Visite terrain d’un poste HTA/BT NIGELEC ou d’un site industriel (leçon 2).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 12 h, TD 6 h, TP 10 h, TPE 12 h (charge totale 40 h), 2 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP et de visite, quiz) et examen terminal 60 %. Nature : mixte.

Bibliographie

• Schneider Electric, Catalogue général et Guide de l’installation électrique (en ligne).
• Techniques de l’Ingénieur, dossiers « Appareillage électrique HTA et BT ».
• Schneider Electric, Cahiers Techniques n° 158 « Calcul des courants de court-circuit ».
• Normes NF C 15-100 (installations BT) et NF C 13-100 (postes de livraison HTA).

Ce cours à forte dominante pratique forme le technicien supérieur à concevoir, lire, réaliser et mettre en service les armoires électriques industrielles : tableaux généraux basse tension (TGBT), armoires de commande de pompes, armoires équipées de démarreurs progressifs et de variateurs, coffrets de raccordement d’onduleurs photovoltaïques. Il s’appuie sur la symbolisation normalisée (NF EN 60617), le repérage (CEI 81346), les règles de la NF C 15-100 et du guide UTE C 15-712 pour le PV, et sur les pratiques des intégrateurs. Il s’achève par la production d’un dossier de récolement, document exigé à la réception de tout chantier au Niger comme ailleurs.

Objectifs d’apprentissage

• Réaliser des schémas électriques complets de systèmes industriels complexes.
• Câbler des armoires de commande et de puissance en conformité avec les normes.
• Effectuer les tests de mise en service d’installations électriques.
• Produire un dossier technique de récolement conforme aux exigences professionnelles.

Prérequis

Dessin Technique & Schémas (DTQ1301) • CAO/Logiciel (CAO1302) • Automatisme 1 (AUT2301). L’étudiant doit connaître les symboles de base, le démarrage direct et étoile-triangle, et savoir utiliser un logiciel de schéma (QElectroTech ou équivalent).

Plan du cours

Le syllabus comporte deux chapitres, chacun traité en deux leçons :

1. Leçon 1 — Schémas de Puissance Avancés (1) : armoires de distribution et jeux de barres
2. Leçon 2 — Schémas de Puissance Avancés (2) : démarrages complexes, protection différentielle et sélectivité
3. Leçon 3 — Schémas de Commande Avancés (1) : supervision, IHM et bus de terrain
4. Leçon 4 — Schémas de Commande Avancés (2) : câblage onduleur PV et dossier de récolement

Travaux pratiques — Câblage industriel

• TP1 : Câblage complet d’une armoire de commande de pompe (leçon 2).
• TP2 : Câblage d’une armoire de distribution avec onduleur PV 10 kW (leçon 4).
• TP3 : Mise en service et tests de conformité (mesures d’isolement) (leçon 2).
• TP4 : Production d’un dossier de récolement complet (leçon 4).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 12 h, TD 4 h, TP 24 h, TPE 20 h (charge totale 60 h), 3 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (réalisations de TP, dossiers, quiz) et examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit et épreuve pratique de câblage).

Bibliographie

• AFNOR, NF EN 60617 : Symboles graphiques pour schémas.
• Schneider Electric, Guide technique des armoires électriques et Guide de l’installation électrique.
• UTE C 15-712-1 : Installations photovoltaïques raccordées au réseau public de distribution.
• CEI 61439-1/2 : Ensembles d’appareillage à basse tension.

Le cours RED3201 — Réseaux Électriques & Distribution (Semestre 3, UE2 « Systèmes & Réseaux Électriques », 3 crédits) présente l’organisation, le dimensionnement et la protection des réseaux qui acheminent l’énergie électrique depuis les postes sources jusqu’aux abonnés BT. Il s’appuie sur des situations rencontrées au Niger : réseau NIGELEC en HTA 33 kV / 20 kV et BT 400/230 V – 50 Hz, postes HTA/BT de quartier à Niamey, départs ruraux très longs, raccordement de centrales photovoltaïques. L’étudiant apprend à lire un schéma de réseau, à calculer une chute de tension, des pertes et un courant de court-circuit, et à raisonner sur la sélectivité des protections et l’intégration des énergies renouvelables.

Objectifs d’apprentissage

• Comprendre la structure et la topologie des réseaux de distribution MT et BT.
• Calculer les chutes de tension, les pertes et les bilans de puissance.
• Étudier les postes de transformation HTA/BT et leur équipement.
• Analyser les systèmes de protection des réseaux de distribution électrique.

Prérequis

Électrotechnique (ELT1401) et Électricité Industrielle (ELI2203) : lois des circuits en régime sinusoïdal, puissances active/réactive/apparente, systèmes triphasés, transformateur monophasé et triphasé.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Architecture des Réseaux Électriques
2. Leçon 2 — Calcul des Réseaux
3. Leçon 3 — Protection des Réseaux
4. Leçon 4 — Réseaux et Connexion EnR

Travaux pratiques

• TP1 : Calcul de réseau BT sur logiciel (Caneco BT) — intégré à la leçon 2.
• TP2 : Étude d’un poste HTA/BT : lecture de plans et schémas — intégré à la leçon 1.
• TP3 : Simulation d’un défaut et coordination des protections — intégré à la leçon 3.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 10 h, travail personnel (TPE) 26 h, soit 60 h de charge totale (3 crédits). Évaluation : contrôle continu (CC) 40 % — TD notés, comptes rendus de TP, quiz en ligne — et examen terminal (ET) 60 %. Nature de l’épreuve : mixte (questions de cours et exercices de calcul).

Bibliographie

• Techniques de l’Ingénieur, dossiers « Réseaux de distribution électrique ».
• Schneider Electric, Guide des réseaux de distribution et Cahiers Techniques (en ligne).
• Schneider Electric, Guide de l’installation électrique (selon CEI 60364 / NF C 15-100).
• Th. Wildi, G. Sybille, Électrotechnique, De Boeck / Presses de l’Université Laval.