Etude et Coordination des Protections des Générateurs et du

N° d’ordre : 131
ECOLE CENTRALE DE LILLE
THESE
Présentée en vue
d’obtenir le grade de
DOCTEUR
en
Spécialité : GENIE ELECTRIQUE
par
Fouad SALHA
DOCTORAT DELIVRE PAR L’ECOLE CENTRALE DE LILLE
Titre de la thèse :
Microréseaux Îlotables :
Etude et Coordination des Protections des Générateurs
et du Réseau
Soutenue le 16 Novembre 2010 devant le jury d’examen :
Président
Mohamed MACHMOUM
Professeur CRTT, IREENA
Rapporteur
Didier Mayer
Professeur, Mines ParisTech
Rapporteur
Bertrand RAISON
Professeur, G2ELAB
Examinateur
Abdellatif MIRAOUI
Professeur, UTBM
Directeur de thèse
Xavier Guillaud
Professeur, Ecole Centrale de Lille
Co-Encadrant
Frédéric Colas
Ingénieur de recherche, Arts et
Métiers ParisTech
Thèse préparée dans le Laboratoire d’Electrotechnique et Electronique de Puissance (L2EP)
Ecole Doctorale Sciences Pour l’Ingénieur Université Lille Nord-de-France (SPI 072)

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Remerciements
Ce travail a été réalisé dans le Laboratoire d’Electrotechnique et Electronique de Puissance
de Lille (L2EP) à l’Ecole Centrale de Lille, ainsi qu’au centre Arts et Métiers ParisTech de
Lille.
C’est un agréable plaisir pour moi d’exprimer mes remerciements au ministère d’énergie
électrique de la Syrie d’avoir financé cette thèse.
Je tiens à exprimer mes profonds remerciements à monsieur Xavier Guillaud, professeur à
l’Ecole Centrale de Lille, d’avoir accepté d’être mon directeur de thèse. Au delà de ses
qualités scientifiques, c'est avant tout sa générosité, sa disponibilité et sa patience (pendant la
rédaction de ce travail) que je souhaite le remercie. Je tiens à le remercier aussi pour les
précieux conseils scientifiques prodigués, son aide à la réalisation de nombreuses expériences
ainsi que pour la qualité des discutions qui ont ponctuées ce travail.
Un immense merci à Frédéric Colas, ingénieur de recherche au centre Arts et Métiers
ParisTech de Lille, le co-encadrant de ma thèse, pour son soutien dans les travaux de la
thèse, dans les publications et surtout dans les expérimentations.
Je souhaite remercier monsieur Francis Piriou, professeur à l’Université des Sciences et des
Technologies de Lille (USTL), de m’avoir accueilli dans le laboratoire.
Je tiens également à exprimer mes sincères remerciements à Monsieur Didier Mayer,
Professeur aux Mines ParisTech, et Monsieur Bertrand Raison Professeur au G2ELAB,
d’avoir acceptés de porter la responsabilité de juger ce travail en qualité de rapporteurs.
Je témoigne ma reconnaissance à Monsieur Mohamed Machmoum, Professeur CRTT-
IREENA, d’avoir accepté de présider mon jury de thèse.
Mes vifs remerciements vont également à Monsieur Abdellatif Miraoui Professeur UTBM,
d’avoir accepté d’examiner ce mémoire et de participer à ce jury.
Je remercie à tous les docteurs et doctorants du laboratoire L2EP.
Au delà des murs du laboratoire dans lequel s'enferme tout doctorant, il existe une vie dans
laquelle j'ai pu compter sur mes amis. Leur amitié a été le meilleur réconfort et exutoire
lorsque la fatigue et la lassitude rendaient toujours plus improbable ma soutenance.

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Enfin, je voudrais dédier cette thèse, avec un merci très spécial, à mes parents, à mon épouse
Rouba, pour sa patience et le soutien réel qu’elle m’a apporté pendant ces années, et pour
finir à mon ange Sara qui a illuminé ma vie.

Table des matières
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE............................................................................................. 1
CHAPITRE I ............................................................................................................................ 7
COMPARAISON ENTRE DEUX MODES DE GENERATION D’ENERGIE SUR UN
RESEAU ELECTRIQUE
Introduction ......................................................................................................................... 8
I.1. Production d’énergie électrique par la machine synchrone ...................................... 8
I.1.1. Modèle simple de la machine synchrone ........................................................ 8
I.1.2. Réglage primaire de la fréquence .................................................................. 12
I.1.3. Réglage de la valeur efficace de la tension ................................................... 13
I.1.4. Comportement de la machine synchrone en régime transitoire suivant un
court-circuit ............................................................................................................. 14
I.2. Production électrique par convertisseur d’électronique de puissance .................. 17
I.2.1. Connexion en injecteur de courant ............................................................... 18
I.2.2. Source primaire non-contrôlable .................................................................. 19
I.2.3. Source primaire contrôlable .......................................................................... 20
I.3. Connexion en source de tension .................................................................................. 21
I.3.1. Fonctionnement sur un réseau passif ............................................................ 22
I.3.2. Fonctionnement sur un réseau actif .............................................................. 22
I.4. Dimensionnement de l’impédance de connexion, tension de l’onduleur, angle de
puissance ............................................................................................................................. 23
I.5. Dimensionnement du convertisseur, bus continu, source primaire ........................ 26
Conclusion ........................................................................................................................... 27