Certaines hypothèses d’études sont statistiques et valables sur la France entière en l’absence de données mesurées

Enedis publie dans sa documentation technique de référence les hypothèses statistiques utilisées dans l’étude des flux et des contraintes. Autrement dit, ces hypothèses sont les mêmes quelles que soient la localisation et les données de terrain. Il s’agit du document Enedis-PRO-RES_43E. Toutes les études de raccordement doivent se conformer à la méthode décrite.

Les principales hypothèses sont les suivantes :

• la charge (consommation) du réseau utilisée pour l’étude des producteurs correspond à 20% de la charge maximale, proportion considérée comme le talon de consommation au moment de la pointe de production. La charge maximale est obtenue par le foisonnement des abonnements électriques sur chaque tronçon (voir l’article Dimensionnement en soutirage). Il s’agit donc d’une donnée théorique, non mesurée.
• la puissance de raccordement en production considérée dans l’étude est celle qui est renseignée par le demandeur : Enedis ne réalise pas spontanément une étude à une puissance inférieure. La puissance de raccordement peut être inférieure à la puissance crête des panneaux par exemple lorsque les onduleurs ont un raccordement optimisé, charge au demandeur de ne pas confondre ces deux notions (voir l’article sur les Solutions d’intégration).
• la puissance injectée prise en compte en présence de plusieurs producteurs sur un même réseau basse tension est la somme des puissances de raccordement. Il n’y a pas de facteur de foisonnement appliqué sur la production.
• des hypothèses sur la tension HTA à l’arrivée sur le poste de transformation (au « primaire ») à vide (c’est-à-dire hors charge) et sur le rapport de transformation à vide des postes HTA/BT sont figées pour la France entière, malgré des différences sur le terrain.

A retenir : que l’on se place ou non dans un schéma de raccordement en autoconsommation, Enedis observe les flux physiques sur les réseaux et suppose qu’une partie de la production est consommée à hauteur de la charge minimale sur chaque tronçon de réseau qu’elle parcourt.

L’absorption de réactif devient obligatoire pour les installations en basse tension dont la demande complète de raccordement est déposée à partir du 1er février 2023

Cette nouvelle mesure devrait permettre en moyenne d'augmenter les capacités d'accueil du réseau de 30 %.

Voir notamment notre article sur le sujet : Zoom sur l'absorption de réactif .

La marge d’élévation de tension théorique de 10% par rapport à la tension nominale est en réalité beaucoup plus réduite

La plage de tension admise au niveau réglementaire est la tension nominale (400 V / 230 V) +/- 10% (voir arrêté du 24 décembre 2007). Cependant les règles de dimensionnement tiennent compte des paramètres historiques et du fonctionnement global du réseau :

1. La position de la prise à vide : cette prise permet d’ajuster le rapport de transformation du poste de distribution hors charge pour éviter des chutes de tension trop importantes sur le réseau ou augmenter la marge de chute de tension admissible sur le réseau BT. En l’absence de production décentralisée, cette prise a été historiquement fixée sur des positions permettant de rehausser la tension par rapport à la valeur nominale. Ainsi, les tensions à vide en tête de départ BT sont de 410 ou 420V. Une position moyenne est définie pour les études producteur.
2. La valeur de l’élévation de tension sur le réseau HTA, c’est-à-dire au « primaire » du poste HTA/BT : les réseaux BT et HTA sont fortement liés puisque le transformateur faisant la liaison entre les deux réseaux a un rapport de transformation fixe. Une production décentralisée raccordée en HTA peut générer des élévations de tension sur le réseau BT et vice-versa. Pour simplifier les études, la valeur de tension maximale au primaire du poste HTA/BT est fixée.

Ces deux éléments ont pour effet de réduire fortement la marge laissée à l’élévation de tension. La prise à vide est présentée dans l’article Principes physiques de l'intégration du PV en basse tension .

La marge d’élévation de tension du producteur est de 1% pour un raccordement sur un départ existant

Plusieurs marges sont donc à soustraire de l’élévation théorique maximale de 10% :

• l’élévation de tension dans le branchement est fixée à 1,5%, c’est-à-dire qu’elle ne dépend pas de la nature et section du câble utilisé, de la puissance transitée et de la longueur du câble
• la prise à vide est considérée en position + 2,5% soit celle du milieu pour les nouveaux transformateurs et haute pour les anciens
• l’élévation de la tension du réseau HTA réhausse la tension à vide de 4%, correspondant à une position du régleur en charge au poste source de +4%, le maximum autorisé, et à une chute de tension nulle sur le réseau HTA)
• une marge de 1% est laissée à la tolérance des appareils de réglage (régleur en charge du poste source) et de mesure.

L’élévation de tension autorisée dans la transformateur et la ligne est donc de 1% (= 10 - 1,5 - 2,5 – 4 - 1). Ces différentes marges sont présentées dans le schéma ci-dessous.

Pour en savoir plus :

• Les conséquences de ce plan de tension sur les coûts de raccordement et les capacités d’accueil sur le réseau sont présentées dans l’article Capacité disponible des réseaux de distribution .
• Des exemples de calculs, de solutions techniques, de devis sont présentés dans l’article Conception des devis .

• Exemples d’autres gestionnaires de réseau :

  Extrait DTR d’Electricité de Strasbourg (EDS) - Principes d’étude et de développement du réseau pour le raccordement des utilisateurs BT

  A la différence d’Enedis, EDS ne précise pas d’hypothèses particulières sur la position des prises à vide, considère une élévation forfaitaire de 2% dans le branchement (1,5% pour Enedis), et une tension à vide de +3,4% au poste HTA/BT. EDS autorise donc une élévation de tension de 4,6% par rapport à la tension nominale (10% - 2% - 3,4%). Ce chiffre n’est pas strictement comparable à celui d’Enedis puisqu’EDS suppose une charge nulle sur le réseau au moment du pic de production (talon de consommation de 20% de la charge maximale pour Enedis).

  

   

L’élévation de tension dans la partie branchement n’est pas calculée au réel

Contrairement à l’élévation de tension dans les câbles et transformateur, l’élévation de tension dans le branchement — partie de câble située entre le point physique de raccordement au réseau existant et le point de livraison où se situe le compteur — est prise de manière forfaitaire, sans considération de la nature et section du câble utilisé, de la puissance transitée et de la longueur du câble.

La valeur de variation de tension de 1,5% correspond à une intensité de 60A (maximum 12kVA monophasé) dans un câble de 35mm2 sur 30 mètres (cf Guide Séquelec 3, Réseaux et branchements basse tension souterrains en lotissement).

L'ordre de grandeur de la puissance de production raccordable sur une ligne électrique existante en fonction de la distance au poste et de la section de câble peut être déduit de l'élévation de tension autorisée de 1%

Les hypothèses d'étude d'Enedis autorisent généralement une élevation de tension de maximum 1 % sur un départ BT. L'élevation de tension induite par un producteur dépend essentiellement de la puissance qu'il injecte — au maximum la puissance de raccordement — et de sa distance au poste HTA-BT en linéaire réseau. Elle dépend également de la section du câble et du matériau qui le compose. Le graphique ci-dessus vise à représenter ces différentes variables afin de donner un ordre de grandeur de la puissance maximale raccordable en fonction de la distance au poste le plus proche et de la section des câbles composant le départ BT, dans l'optique de ne pas dépasser 1% d'élévation de tension suite au raccordement du producteur.

Ces valeurs sont indicatives et seule l'étude de raccordement réalisée par le gestionnaire de réseau permet de conclure. Par ailleurs, elles ne prennent pas en compte les hypothèses suivantes :

• Le foisonnement des consommations qui permet de diminuer l'élevation de tension en consommant la puissance injectée ;
• La variation de tension dans le poste HTA-BT qui peut avoir un effet négatif sur la capacité d'accueil si le poste est exportateur d'électricité ;
• La production déjà raccordée sur le réseau.

En cas de contrainte en étude, le gestionnaire de réseau de distribution recherche la solution de travaux suffisante pour lever la contrainte

Lorsqu'une contrainte est détectée en études, le GRD procède en hiérarchisant les contraintes: il cherche d'abord à résoudre la contrainte d'intensité sur le transformateur le cas échéant, puis sur les câbles, et enfin la contrainte de tension.

Dans le cas d'une contrainte de tension sur le réseau (cas le plus fréquemment rencontré), le GRD va tenter de résoudre la contrainte en appliquant successivement les solutions suivantes jusqu'à s'arrêter à celle qui suffit à la lever:

1. Augmenter la section des câbles des tronçons permettant la résolution de la contrainte, c’est-à-dire ceux présentant les plus faibles sections ou les chutes de tension les plus importantes.
2. Créer un départ dédié au poste HTA/BT existant (tirer une nouvelle ligne du poste)
3. Muter le poste de transformation (augmenter la taille du transformateur en gardant le même poste)
4. Créer un nouveau poste de transformation HTA/BT
5. Renforcer la ligne HTA en augmentation la section des câbles (cas rare).

En règle générale, l’augmentation de section des conducteurs se fait en partant du point de livraison du producteur et en remontant progressivement vers le poste. Toutefois des exceptions sont possibles pour garantir une structure de réseau conforme aux règles de dimensionnement : les sections doivent être décroissantes de l'amont vers l'aval ou constantes. Autrement dit, si la ligne concernée est de section 70 mm² ou inférieure au départ du poste, alors le tronçon où souhaite se raccorder le producteur ne pourra pas être changé pour une section supérieure (150 mm ² par exemple) et il conviendra de changer la section des tronçons en partant du poste.

Le gestionnaire de réseau garantit au producteur un état initial propre de toute contrainte

Lorsque le producteur fait une demande de raccordement, Enedis doit en premier lieu s’assurer qu’avant le raccordement du producteur il n’y avait ni contrainte de courant, ni contrainte de tension haute ou basse. Dans le cas inverse, Enedis s’engage à étudier le raccordement du producteur en tenant compte des travaux nécessaires pour résorber cette contrainte sans que ces travaux soient portés à la charge du producteur.

Extrait de la Enedis-PRO-RES_43E-V4, 6.2.3 Etude de raccordement d’un Site producteur :

" Les travaux pour lever des contraintes qui préexistent (dues à des consommateurs ou des producteurs existants) ne doivent pas être mis à la charge de l’opération de raccordement. Dans le cadre de l’étude, c’est à partir d’une situation remise à niveau par rapport aux seuils définis […] que la solution de référence est déterminée." (,).

L’étude des contraintes suppose un réseau équilibré au moment du raccordement du producteur

Les réseaux basse tension où peu de consommateurs sont raccordés sont souvent déséquilibrés. Cependant, en l’absence d’information sur l’amplitude de ce déséquilibre, l’étude des contraintes pour un producteur est réalisée par Enedis en considérant que le réseau est initialement équilibré. Ceci peut expliquer que lors des études aucune contrainte n’apparaisse, mais que des problèmes surviennent en exploitation.

L’injection en triphasé n’aggrave pas le déséquilibre pré-existant à condition que la production soit strictement égale sur les trois phases. L’injection en monophasé aggrave nécessairement le phénomène si l’injection a lieu sur la phase déjà la moins chargée ; à l’inverse, l’injection sur la phase la plus chargée peut permettre de rééquilibrer en partie le réseau au moment de la production. Ce phénomène est à étudier au cas par cas, en particulier à court-terme en cas de problèmes ou à long-terme dans une logique de planification.     

L’étude doit tenir compte des travaux prévus sur le réseau lorsqu’ils sont connus du gestionnaire de réseau

Les travaux effectués sur le réseau peuvent avoir différentes causes : prévention, réparation, renforcement, raccordement des nouveaux utilisateurs. Les différents types de travaux sont décrits en détails dans l’article Maîtrise d'ouvrage des travaux du réseau public.

Néanmoins, tous ces travaux modifient en continu l’architecture. Enedis s’engage à baser l’étude de raccordement des producteurs sur une cartographie à jour de tous les travaux prévus, à condition qu’ils soient portés à sa connaissance (cas des travaux réalisés par l’autorité concédante) et que les délais de réalisation de ces travaux soient compatibles avec les travaux de raccordement du producteur demandeur (voir l’article sur la Conception des devis).

Extrait Enedis-PRO-RAC_20E , 6.2.1 :

« L’étude tient compte des paramètres suivants :
...
- les décisions d’investissement d’Enedis acceptées en dehors du cadre des opérations de raccordement, dans la mesure où les délais de réalisation des travaux sont compatibles avec ceux liés à la demande de raccordement ;
-  les programmes de travaux engagés par l’AODE, lorsqu’ils ont été communiqués à Enedis et dans la mesure où les délais de réalisation des travaux sont compatibles avec ceux liés à la demande de raccordement. »

Le producteur a la responsabilité de déclarer une puissance de raccordement adéquate

Lorsque le producteur effectue une demande de raccordement pour une installation en autoconsommation avec surplus c’est qu’il n’a pas la garantie de consommer sur le site l’intégralité de la production. Il va donc remplir une demande de raccordement pour une puissance de raccordement non nulle.

Deux cas de figures peuvent se présenter :

1. La puissance de raccordement est inférieure à la puissance installée des onduleurs : c’est le cas lorsque le talon de consommation en période de production est systématiquement non nul (une étude des consommations existantes ou une modélisation des consommations futures est nécessaire dans ce cas), le site est équipé de stockage, et/ou en présence d’un système de pilotage permet d’écrêter la production.
2. La puissance de raccordement est égale à la puissance installée des onduleurs : en l’absence de stockage ou de tout moyen actif de pilotage, lorsque la consommation sur le site est très intermittente (équipement scolaire par exemple), l’injection de la totalité de la production est à prévoir. Même si celle-ci n’a lieu que quelques heures par an, le producteur doit déclarer la puissance maximale injectée en puissance de raccordement.

C’est le producteur qui est le seul responsable de la puissance de raccordement demandée et déclarée. Lors du raccordement, il s’engage auprès du gestionnaire de réseau à ne pas la dépasser. Le gestionnaire de réseau peut d’ailleurs demander une preuve de moyens au producteur dans le cas où la puissance de raccordement est très inférieure à la puissance installée des onduleurs.

Pour un rappel des différents schémas de raccordement, voir la rubrique Schémas de raccordement .

A puissance de raccordement égale, les schémas de raccordement « autoconsommation avec surplus » et « vente et injection de la totalité » se distinguent par leurs coûts de branchement

Dans tous les cas, un raccordement en injection du surplus génère des économies de coûts de raccordement par rapport à un schéma en vente et injection de la totalité : les coûts de branchement sont généralement nuls (sauf adaptation nécessaire, par exemple si le branchement est insuffisant pour évacuer la puissance de raccordement demandée en production) grâce à l’utilisation du point de livraison soutirage existant : il n’y a pas de nouveau câble à tirer et le compteur est mutualisé pour la production et la consommation.

Dans le cas où le site comporte déjà deux points de livraison avant le raccordement du producteur, dans la mesure où le schéma de raccordement « vente et injection totalité » nécessite l’ajout d’un nouveau PDL, l’arrivée du producteur va nécessiter le regroupement des points de livraison (obligation de la NFC14-100 liée à la sécurité dans le cas d’intervention des pompiers) et la pose d’un coupe-circuit collectif. C’est donc tout le branchement qui doit être repris, ce qui peut se chiffrer à quelques milliers d’euros.

Pour les installations de puissance supérieure à 120kVA, voir la page dédiée.

Lorsque la puissance de raccordement est inférieure à la puissance installée des onduleurs, des gains supplémentaires sur les coûts de raccordement sont possibles mais seulement dans certaines configurations

Les travaux au-delà du branchement sont déterminés par l’étude des contraintes qui analyse les phénomènes physiques qui ont lieu sur le réseau. Alors quelles différences entre le raccordement physique sur l’installation intérieure ou au réseau public par le biais d’une nouvelle dérivation individuelle ?

Les différences sont :

• quelques mètres de câble (égale ou inférieure à la distance entre le bâti et le réseau public en fonction du type de branchement), donc une différence généralement négligeable pour le calcul de la variation de tension.
• éventuellement l’hypothèse de la charge minimale au point de raccordement demandé : comme vu précédemment, le gestionnaire de réseau de distribution considère par défaut une charge minimale égale à 20% de la puissance de l’abonnement. Une hypothèse de consommation plus favorable est possible dans le cas de sites tertiaire ou industriel où le talon de consommation été peut représenter beaucoup plus que 20% de l’abonnement, en particulier en présence de charges frigorifiques.

A puissance de raccordement égale, le résultat de l’étude des contraintes sera le même pour une installation en injection de surplus ou en injection de la totalité  

L’étude des contraintes se réalise à partir de l’établissement des flux transités sur le réseau. Ainsi si la puissance de raccordement demandée par le producteur est la même dans les deux configurations, l’étude des contraintes produira les mêmes résultats puisque les flux physiques sont les mêmes. En somme, si l’installation génère une contrainte sur le réseau en injection de la totalité (et donc un besoin de travaux d’extension), elle génèrera la même contrainte sur le réseau en injection du surplus si la même puissance maximale injectée est atteinte même quelques heures par an.

La différence entre ces deux schémas se situe sur le branchement (voir plus haut) et sur la valorisation de la production : diminution des kWh achetés au fournisseur dans le cas de l’injection du surplus ou vente de la totalité de la production dans le cas de l’injection de la totalité.

La norme impose un départ dédié pour toute installation (consommation ou production) de puissance supérieure à 120kVA

Entre 120 et 250kVA (limite du raccordement en basse tension), la norme NFC14-100 impose que chaque utilisateur ait son propre départ, qu’on appelle alors « départ dédié ». En effet, pour ces dérivations individuelles les équipements de protection sont calibrés à 400A, soit le même calibre que la protection qu’en tête du départ : en cas déclenchement, l’un ou l’autre des appareils de protection peuvent s’ouvrir. Si d’autres utilisateurs sont situés sur le départ, le risque serait de les couper d’électricité en cas de défaut lié à l’utilisateur dont la puissance est supérieure à 120kVA. Pour éviter cette situation, ces utilisateurs doivent donc être seul sur leur départ.

A puissance de raccordement égale, un raccordement en injection de surplus ou en injection de la totalité génère des solutions techniques différentes  

Lorsqu’une installation de production est de puissance supérieure à 120VA, la solution de raccordement proposée sera automatiquement un départ dédié a minima. Une solution plus complexe peut être réalisée lorsqu’une contrainte de tension ou de courant est générée au poste, ou lorsque le nombre de départs maximum est atteint sur le poste (de 2 à 8 selon le type de postes).

En l’absence de contrainte de courant générée par le producteur sur le départ existant alimentant le consommateur, la solution de réaliser un départ dédié peut être plus ou moins coûteuse en fonction de l’éloignement au poste, et ne constitue pas une solution optimisée.

Dans cette situation, lorsque le mode de valorisation souhaité est la vente de la totalité de la production (et non l’autoconsommation avec vente du surplus), une possibilité s’offre au producteur : le schéma de raccordement en injection du surplus avec décompte, dit S4. Ces schémas sont présentés dans l’article Schémas de raccordement pour les installations > 36kVA .