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L’énergie électrique est un des vecteurs énergétique essentiel dans la gestion de l’énergie. Elle prend plus d’importance dans les nouvelles applications permettant de réduire l’empreinte carbone par exemple dans la propulsion électrique. La production de l’énergie électrique se fait par des productions de fortes puissances (centrales thermiques) mais aussi par de plus en plus par des sources intermittentes dues aux énergies renouvelables (photovoltaïque, éolien…). Cette énergie électrique produite doit être transportée et distribuée et la gestion globale des réseaux de transport et distribution est une contrainte majeure.

Cette unité d’enseignement va :

• Apporter les connaissances théoriques de modélisations des éléments de productions, transport et distribution de l’énergie électrique.
• Permettre de définir le régime sinusoïdal triphasé, la qualité de l’énergie électrique et l’étude des réseaux déséquilibrés par les composantes symétriques.
• Permettre de mettre en œuvre la modélisation des transformateurs, des éléments inductifs (bobine de point neutre…), des alternateurs synchrones et des génératrices asynchrones. Elle donnera les méthodes expérimentales de caractérisations de ses éléments.
• Donner les conditions de raccordement des générateurs aux réseaux électriques, la mise en parallèle et les réglages associés.
• Permettre l’établissement des modèles pour les lignes et câbles pour la distribution électrique. Elle donnera des notions de gestion des puissances, de l’impact des court-circuit dans les réseaux de fortes puissances. L’utilisation de logiciels réseaux permettra d’illustrer les phénomènes.

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La transition énergétique est souvent associée à des objectifs d’implantation de moyens de production à partir d’énergies renouvelables (Eolien, photovoltaïque, hydraulique…). L’utilisation de sources intermittentes génère des contraintes particulières pour les réseaux électriques de transport et de distribution. Cette unité d’enseignement sera constituée de trois parties : une partie technologique et théorique sur les réseaux. Une seconde partie sur les moyens de production et les énergies renouvelables, en mettant en avant l’énergie éolienne. Enfin une troisième partie portera sur l’évolution numérique des réseaux électriques : les réseaux intelligents et les smart Grid.

Cette unité d’enseignement va :

• Définir la technologie de l’ensemble des éléments d’un réseau électrique de distribution HT et BT.
• Apporter les connaissances nécessaires pour appréhender les fonctions et caractéristiques des réseaux électriques (architectures, aérien, souterrains, niveau de tensions, puissances, transformateur, alternateur…) et
• Permettre le choix et de mettre en œuvre des appareils en fonction des besoins (isolation, protections, commande…).
• Définir les règles de sécurité électrique pour les interventions permettant ainsi de comprendre et appliquer les procédures de consignation.
• Permettre de déterminer, choisir et régler les protections à partir des caractéristiques du réseau et des équipements en expliquant le calcul des courants de défaut et l’utilisation basique des logiciels professionnels de calcul.
• Détailler le choix des schémas de liaison à la terre répondant à un cahier des charges et à des critères économiques donnés, des contraintes de disponibilité, de qualité…
• Faire un état de l’art des moyens de stockage de l’énergie électrique et présenter l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique associé à l’énergie électrique et à la transition énergétique.
• Décrire les moyens de production et développer le principe de conversion pour la production d’énergie éolienne et hydraulique.
• Introduire les méthodes d’étude de projets éoliens, d’analyse de la ressource, de la réglementation, de la problématique de raccordement et de l’impact sur l’environnement.
• Introduire les Smart-Grid et l’utilisation d’internet et des réseaux industriels dans la protection et la commande des réseaux électriques.

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