Unité d’enseignement : GEEL · S1 · UE4 — Électrotechnique de Base

Le cours CIE1402 — Circuits Électriques (UE4 : Électrotechnique de Base, semestre S1) prolonge l’Électricité Générale. Il traite les régimes transitoires (mise sous tension, coupure, charge de condensateurs, bobines de relais et contacteurs), les méthodes avancées d’analyse des réseaux (nœuds généralisée, Millman, superposition, réciprocité), la modélisation par quadripôles (filtres, lignes HTA) et l’initiation à la simulation avec LTspice, logiciel gratuit. Les applications sont tirées du terrain nigérien : précharge du bus continu d’un onduleur PV, bus 48 V d’un mini-réseau, ligne 33 kV d’électrification rurale, modélisation d’une cellule solaire.

Objectifs d’apprentissage

• Analyser les circuits en régimes transitoires (charge/décharge RC, RL, RLC).
• Appliquer les techniques avancées d’analyse des réseaux électriques.
• Comprendre la réponse fréquentielle et les quadripôles.
• Simuler des circuits complexes avec LTspice (outil libre).

Prérequis

Électricité Générale (ELG1201) et Mathématiques Générales 1 (MGE1102) : lois de Kirchhoff, Thevenin/Norton, impédances complexes, fonction exponentielle, équations différentielles du 1^er ordre (notions), calcul matriciel 2×2.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Régimes Transitoires
2. Leçon 2 — Méthodes Avancées d’Analyse
3. Leçon 3 — Quadripôles
4. Leçon 4 — Introduction à la Simulation

Travaux pratiques

• TP1 : Régime transitoire RC — mesure de la constante de temps — leçon 1.
• TP2 : Simulation nodale sur LTspice vs banc de mesure — leçon 4 (préparé en leçon 2).
• TP3 : Mesure des paramètres d’un quadripôle (filtre LC) — leçon 3.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 10 h, TPE 26 h, soit 60 h ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (CC, 40 %) et examen terminal (ET, 60 %), nature mixte. Le CC intègre les quiz, les TD, les comptes rendus de TP et les fichiers de simulation LTspice rendus.

Bibliographie

• W. H. Hayt, J. E. Kemmerly & S. M. Durbin, Engineering Circuit Analysis, McGraw-Hill.
• R. C. Dorf & J. A. Svoboda, Introduction to Electric Circuits, Wiley.
• Documentation et aide intégrée de LTspice (Analog Devices, téléchargement gratuit).
• C. K. Alexander & M. N. O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, McGraw-Hill (complément).

Ce cours d’Électrotechnique (ELT1401, UE4 « Électrotechnique de Base », semestre S1, 3 crédits) introduit les outils fondamentaux du technicien supérieur en génie électrique : réseaux triphasés, transformateurs, machines électriques et installations industrielles basse tension. Il s’appuie sur des situations rencontrées au Niger : réseau NIGELEC 230/400 V – 50 Hz, postes HTA/BT 20 kV et 33 kV, ateliers équipés de moteurs asynchrones, stations de pompage, chantiers alimentés par groupes électrogènes ou générateurs photovoltaïques.

Objectifs d’apprentissage

• Comprendre les principes de la conversion électromécanique.
• Analyser le fonctionnement des transformateurs monophasés et triphasés.
• Étudier les installations industrielles en régime triphasé équilibré.
• Appliquer les normes de sécurité électrique dans les installations BT industrielles.

Prérequis

Électricité Générale (ELG1201) : lois de Kirchhoff, régime sinusoïdal, puissances en monophasé. Mathématiques Générales 1 (MGE1102) : trigonométrie, nombres complexes, vecteurs.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Réseau Triphasé
2. Leçon 2 — Transformateurs
3. Leçon 3 — Introduction aux Machines Électriques
4. Leçon 4 — Installations Industrielles BT

Chaque leçon comprend un cours détaillé, un exemple résolu, des exercices d’application corrigés et une synthèse « À retenir ».

Travaux pratiques

• TP1 : Essai à vide et essai en court-circuit d’un transformateur (leçon 2).
• TP2 : Mesure de puissance triphasée — méthode des 2 wattmètres (leçon 1).
• TP3 : Compensation d’énergie réactive — condensateur en parallèle (leçon 4).

Les TP se déroulent sous tension : port des EPI, vérification du câblage par l’enseignant et consignes de sécurité obligatoires.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 18 h, TD 8 h, TP 10 h, travail personnel (TPE) 24 h, soit 60 h de charge totale (CTT). Évaluation de nature mixte : contrôle continu (CC, 40 % : TD, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal (ET, 60 %).

Bibliographie

• Th. Wildi, Electrical Machines, Drives, and Power Systems, Pearson (version française : Électrotechnique, De Boeck / Presses de l’Université Laval).
• G. Séguier, Électrotechnique industrielle, Lavoisier (Tec & Doc).
• Schneider Electric, Guide de l’installation électrique (en ligne).
• L. Lasne, Électrotechnique et énergie électrique, Dunod.