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2 Jean-Luc THOMAS Professeur du Conservatoire national des arts et métiers ENER

2 Jean-Luc THOMAS Professeur du Conservatoire national des arts et métiers ENERGIE ELECTRIQUE AU COEUR DE LA VILLE DURABLE UN ENJEU CITOYEN ? Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Jeudi 07 novembre 2019 3 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Exercer le métier d’ingénieur … au sein des systèmes électriques … en pleine métamorphose … dans le contexte … du développement des villes durables. 4 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 ENJEUX MULTI-CRITERES ENJEUX CITOYENS 5 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Réseaux électriques 3 niveaux « hiérarchiques » pour la ville durable … 1- Smart-Grids (T&D) 2- Micro-Grids – Inter Bâtiments 3- Nano-Grids – Intra Bâtiments 6 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Réseaux électriques « Transport & Distribution » ( T&D ) Smart Grids 7 Un peu dhistoire … Source Wikipedia Source Wikipedia DC or AC ? George Westinghouse (1846–1914) Source Wikipedia Nikola Tesla (1856–1943) The War of Currents Edison and Tesla Fight Over How To Power the World Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 8 Incandescent lights Converter (Transformer) Main line Storage battery AC Generator Secondary line AC / DC Switch AC Generator Alternate-current electric motor Rectifying commutator (Rectifier) DC Electro-magnetic cut-out SYSTEM OF ELECTRICAL DISTRIBUTION 1887 Un peu dhistoire … Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 9 Liaisons à courant continu … … un exemple dramatique Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 10 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 11 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Architectures des réseaux électriques conventionnels 12 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 13 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source : Thèse J. Dobrowolski 2017 14 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source : Thèse J. Dobrowolski 2017 15 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Réseaux électriques Transport & Distribution P1 P2 P3 P4 Pn C1 C2 C3 Cm Echanges internationaux Echanges internationaux 16 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 TRANSPORT DISTRIBUTION Source : Thèse Boyra 17 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Electricité est un produit « FRAIS » … Source RTE Production = Consommation 18 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source: HPSCO Analogies – Courant AC Facteur de puissance FP = kW / kVA 19 Les types de réseaux électriques … Structure maillée TRANSPORT P Structure étoilée DISTRIBUTION P Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 20 Les types de réseaux électriques … Structure maillée TRANSPORT P Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 « Congestion » possible dans un réseau de transport … 21 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 22 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Congestion : Limitation capacité maximale de transfert de puissance 23 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Suppression de la congestion : renforcement de la ligne … 24 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 25 Le réseau de distribution … … historiquement purement passif … Structure étoilée DISTRIBUTION P Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 26 Le réseau de distribution … désormais actif ! Structure étoilée DISTRIBUTION P Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 P Production locale 27 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 27 TRANSPORT DISTRIBUTION Source : Thèse Boyra 28 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 28 Source: ENEDIS, CRE Les différents acteurs … Le régulateur : CRE ENEDIS ENEDIS 29 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 PRODUCTION & CONSOMMATION « Réseau électrique intelligent » « Smart Grids » 30 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 ENJEUX MULTI-CRITERES ENJEUX CITOYENS 31 DEFINITION … ? Source CRE Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 32 Source CRE Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source CRE 33 Source CRE Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Des consommateurs aux consommac’teurs … Gestion possible de l’équilibre par la consommation par les Smart Grids 34 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Compteur communicant ( LINKY ) 35 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 ENJEUX MULTI-CRITERES ENJEUX CITOYENS 36 Réseau WAN (GPRS, RTC / Internet…) Concentrateur Système dinformation centralisé (GRD) CPL SI comptage + SI réseau Source CRE Compteur évolué… Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 37 Compteur évolué… Source CRE Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 38 Source CRE Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 39 Source CRE Exemple dintervention: Changement du calibre de puissance Compteur évolué… Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source CRE 40 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 LINKY = Mesures P et Q 4 quadrants 41 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 « Microgrids / Nanogrids» Architectures Microgrids / Nanogrids AC & Microgrids / Nanogrids DC 42 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 DEFINITION … ? 43 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source: General MicroGrids Les réseaux Micro-Grids … 44 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Source : Thèse J. Dobrowolski 2017 Les réseaux Micro-Grids … 45 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 « Autoconsommation » Individuelle & collective 46 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 ENJEUX MULTI-CRITERES ENJEUX CITOYENS 47 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 48 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 49 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 Les réseaux Micro-Grids … autoconsommation Transformateur HTA/BT Réseau public de distribution Opération d’autoconsommation collective Source : CRE Hypothèse forte : absence de « congestion » 50 Energie électrique au cœur de la ville durable : un enjeu citoyen ? - ENG210 - 07 Novembre 2019 « Blockchain » Transactions sécurisées 51 Energie électrique au cœur uploads/Geographie/ s5-energie-durable-enjeu-citoyen-07-11-2019.pdf