Electricité Générale Chap4 GE1

Unité d’Enseignement (UE) :
Electricité
Code de l’UE : GEL1123
Code de l’EC : 1GEL1123
Elément constitutif (EC) :
Electricité
générale
Version : 001
Département de
Génie Electrique
et Informatique
Industrielle (GE)
Année : 2023-2024 Page : 100/122 CM: 20H
TD: 14H
TP: 8H
TPE: 18H
Semestre : 01 Volume horaire total : 60H
Domaine : Sciences et Technologies
Champs thématiques : Sciences et Ingénierie
Mention :
Sciences de l’Ingénieur
Crédits : 3
IUT/UDDM Ing. Bello Djibril Page 100
Chapitre 4 : Systèmes triphasés équilibrés
Objectifs du chapitre
 Comprendre les notions de systèmes triphasés équilibrés et déséquilibrés ;
 Etudier les propriétés des tensions et courants dans les réseaux triphasés ;
 Comprendre le facteur de puissance et son rôle dans l’optimisation énergétique ;
 Calculer les puissances active, réactive et apparente dans les systèmes triphasés
équilibrés ;
 Etudier les différents types de connexions : étoile (Y) et triangle (Δ).
4.1. Définition
Un système triphasé est un réseau à trois grandeurs (tensions ou courants) sinusoïdales de même
fréquence et déphasées, les unes par rapport aux autres, d’un angle de 120° ou 2/ 3 radians.
Le système est équilibré si les grandeurs sinusoïdales sont de même valeur efficace. Dans le cas
contraire, le système triphasé est dit déséquilibré. Il est direct si les phases sont ordonnées dans
le sens trigonométrique et inverse dans l'autre cas.
4.2. Avantages
Le transport de l’énergie électrique sous forme triphasée (3~) présente des avantages
significatifs dans sa production, son transport, son utilisation et sa transformation :
 Transport électrique plus économique : Pour une même puissance électrique, un système
triphasé nécessite seulement 3 câbles, contre 6 pour un système monophasé équivalent.
Cela réduit considérablement les pertes en ligne et les coûts d’installation.
 Double tension disponible : Un réseau triphasé permet de disposer de deux niveaux de
tension (par exemple, 230 V et 400 V), ce qui offre une grande flexibilité pour alimenter
différentes charges.
 Fonctionnement optimal des moteurs triphasés : Le triphasé génère un champ
magnétique tournant, indispensable pour le fonctionnement des moteurs triphasés. Ces
moteurs ont une puissance supérieure d’environ 50 % à celle des moteurs monophasés

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Code de l’EC : 1GEL1123
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TP: 8H
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Semestre : 01 Volume horaire total : 60H
Domaine : Sciences et Technologies
Champs thématiques : Sciences et Ingénierie
Mention :
Sciences de l’Ingénieur
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pour une même masse. Ils présentent également un couple de démarrage plus élevé,
offrant un meilleur rapport qualité-prix. Il en va de même pour les alternateurs triphasés.
 Puissance instantanée constante : Les puissances instantanées consommées ou produites
par les machines triphasées sont constantes. Cela élimine les vibrations mécaniques, un
point crucial pour les alternateurs de grande puissance. Dans ces machines, une variation
de la puissance instantanée pourrait entraîner une oscillation du couple, provoquant des
dommages à l’arbre de transmission et, potentiellement, la destruction de l’alternateur.
4.3. Installation triphasée et Utilisation
Une installation triphasée est un système de distribution électrique qui repose sur trois
conducteurs de phase (notés L1, L2, L3) et, dans certains cas, un conducteur neutre (N). Elle
est couramment utilisée dans les systèmes industriels, commerciaux, et parfois domestiques
pour alimenter des équipements nécessitant une puissance élevée ou un fonctionnement
optimisé.
Un schéma simplifié d’une installation triphasée inclut les principaux éléments nécessaires pour
comprendre la production, le transport, et l'utilisation de l'énergie dans un réseau triphasé. Ci-
dessous une description des différentes parties qui composent ce système :
1. Production : Alternateur triphasé produit les trois tensions sinusoïdales décalées de
120° (L1, L2, L3) (ex. centrale électrique).
2. Transport :
 Conducteurs : Lignes haute tension triphasées qui sont les trois phases (L1, L2, L3)
et, si nécessaire, un neutre (N).
 Transformateurs élévateurs de tension qui augmentent la tension pour limiter les
pertes par effet Joule lors du transport sur de longues distances.
3. Transformation : Transformateurs abaisseurs de tension qui réduisent la tension
haute (HT) ou moyenne (MT) à une tension basse (BT) adaptée à l’usage (par exemple
400/230 V).
4. Distribution : Réseau triphasé basse tension (400/230 V).
 Disjoncteurs triphasés qui protègent les circuits contre les surcharges et les courts-
circuits.
 Connexions aux charges :
o Charges triphasées (moteurs, machines industrielles) alimentées
directement entre les phases.
o Charges monophasées (appareils domestiques) alimentées entre une phase
et le neutre.
5. Utilisation
 Charges équilibrées : Réparties uniformément sur les trois phases.
 Charges déséquilibrées : Peuvent entraîner un courant dans le neutre si ce dernier
est utilisé.

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générale
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Département de
Génie Electrique
et Informatique
Industrielle (GE)
Année : 2023-2024 Page : 102/122 CM: 20H
TD: 14H
TP: 8H
TPE: 18H
Semestre : 01 Volume horaire total : 60H
Domaine : Sciences et Technologies
Champs thématiques : Sciences et Ingénierie
Mention :
Sciences de l’Ingénieur
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Ce fonctionnement permet d'assurer une alimentation électrique fiable, efficace et adaptée à
divers besoins.
Fig.3 : Installation triphasée
La figure ci-dessous permet de définir 6 tensions et 4 courants : les tensions simples, les
tensions composées et les courants de ligne.
La distribution se fait à partir de quatre bornes :
 Trois bornes de phase repérées par 1, 2, 3 ou A, B, C ou R, S, T ou U, V, W.
 Une borne neutre N.
Sur une prise triphasée on a 5 connexions :
3 phases
1 neutre
1 terre
4.4. Système direct – Système inverse.
Le système triphasé est équilibré direct si v1 est en avance sur v2 qui est en avance sur v3.
Autrement dit les phases sont ordonnées dans le sens trigonométrique : 1, 2, 3.
Le système triphasé est équilibré inverse si v3 est en avance sur v2 qui est en avance sur v1.
Ordre : 1, 3, 2.
Fig.4.2 : connexion triphasée
Fig.4
:
S
ystème direct et système
inverse

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4.5. Réseau de distribution triphasé.
Le réseau de distribution triphasé repose sur un système triphasé de tensions.
On distingue :
 Les tensions simples : ce sont les tensions mesurées entre chaque phase (L1, L2, L3)
et le neutre (N) ;
 Les tensions composées : ce sont les tensions mesurées entre deux phases (par
exemple, L1 et L2, L2 et L3, ou L3 et L1).
4.5.1. Les tensions simples ou étoilées ou de phase
Le neutre est essentiel pour garantir :
 La possibilité d’alimenter des charges monophasées ;
 L’équilibrage des tensions dans les systèmes triphasés, notamment en cas de charges
déséquilibrées.
N.B : Le système est équilibré direct :
 Equilibré car la construction de Fresnel montre que : 
⃗
+
⃗
+
⃗
= 0
⃗
 Direct car un observateur immobile verrait les vecteurs défiler devant lui dans l’ordre
1, 2, 3.
4.5.2. Les tensions composées ou de ligne
La tension composée correspond à la différence de potentiel entre deux phases.
Les tensions composées :
 Ont la même fréquence, avec une pulsation donnée par ω=2πf, où f est la fréquence du
réseau.
 Ont une valeur efficace U supérieure à celle des tensions simples, liée par la relation :
=.√3
Où V est la valeur efficace de la tension simple.
Ainsi, les tensions composées diffèrent des tensions simples en amplitude mais pas en fréquence
ou pulsation.
Fig.5 : Réseau de distribution triphasée
On définit la tension simple comme la différence de
potentiel entre une phase (L1, L2 ou L3) et le neutre
(N). Les trois tensions simples ont :
 La même valeur efficace V.
 La même fréquence, avec une pulsation
donnée par ω=2πf, où f est la fréquence du
réseau (par exemple, 50 Hz au Niger).

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Le neutre n'est pas nécessaire pour mesurer ou utiliser les tensions composées, car elles
dépendent uniquement des différences de potentiel entre les phases.
 Si le réseau est équilibré : 
⃗
+
⃗
+
⃗
= 0
⃗
.
 Le système des trois tensions composées est équilibré direct.
NB :
Sur un réseau triphasé, on peut mesurer :
 Les tensions composées (U) : Ce sont les tensions mesurées entre deux phases (par
exemple u12, u23, u31).
 Les tensions simples (V) : Elles ne sont mesurables que si le neutre est accessible, car
elles correspondent à la différence de potentiel entre une phase et le neutre.
 Les courants de ligne (i1, i2, i3) : Ce sont les courants circulant dans les conducteurs de
phase.
Les tensions simples (v1, v2, v3), les tensions composées (u12, u23, u31) et les courants (i1, i2, i3)
forment un système triphasé équilibré ou déséquilibré, selon la répartition des charges sur le
réseau.
4.5.3. Etude des tensions simples
a) Présentation
La tension simple est la différence de potentiel entre l’une des phases du réseau triphasé et le
neutre.
Fig.6 : Tensions simples