Simultanéité · Glossaire

La simultanéité décrit dans quelle mesure plusieurs consommateurs électriques, installations de production ou stockages soutirent ou injectent de la puissance au même moment. Pour le réseau électrique, ce qui compte n'est pas quels appareils sont installés, mais quelle puissance ils sollicitent au même instant. Un bâtiment peut contenir de nombreux appareils à forte puissance de raccordement qui ne fonctionnent jamais tous à pleine puissance en même temps. À l'inverse, une rue ne comptant que quelques nouvelles installations peut fortement solliciter le réseau si ces installations fonctionnent à la même heure de la journée.

Ce qui est déterminant, c'est la puissance, exprimée en kilowatts ou en mégawatts. Elle décrit le flux d'énergie instantané. La consommation d'électricité sur une période est en revanche mesurée en kilowattheures. Une voiture électrique qui charge 30 kilowattheures pendant la nuit peut avoir besoin pour cela d'environ huit heures à 3,7 kilowatts ou d'un peu moins de trois heures à 11 kilowatts. La quantité d'énergie chargée est la même dans les deux cas. Pour le réseau, il fait toutefois une grande différence que de nombreux véhicules chargent simultanément à forte puissance.

Facteur de simultanéité : définition et exemple de calcul

Le facteur de simultanéité rend cette relation calculable. Il met en rapport la puissance la plus élevée qu'un groupe appelle ou appellera effectivement en même temps avec la somme des puissances individuelles. Un exemple : dix points de charge de 11 kilowatts chacun représentent ensemble 110 kilowatts de puissance de raccordement. Si la planification part du principe qu'au maximum 55 kilowatts apparaissent simultanément, le facteur est de 0,5. Le facteur n'a pas d'unité et se situe entre 0 et 1. Ce n'est pas une loi de la nature, mais une hypothèse de planification. Elle s'appuie sur des données de mesure, le comportement d'utilisation, des règles techniques et des marges de sécurité.

Dans la pratique, ces notions ne sont pas utilisées de manière uniforme. À proprement parler, le facteur de simultanéité se rapporte aux valeurs de pointe des différentes charges. Le facteur de demande ou d'utilisation se rapporte en revanche à la puissance nominale installée. De nombreux outils de planification mélangent les deux grandeurs. Lors de la comparaison de valeurs numériques, il convient donc toujours de vérifier à quoi se rapporte le facteur. Il est en outre typique que plus le groupe est grand, plus le facteur est petit, parce que les pointes de nombreux utilisateurs se compensent mutuellement. Pour les bâtiments d'habitation en Allemagne, la norme de planification DIN 18015-1 indique le besoin de puissance en fonction du nombre de logements. Elle distingue à cet égard les logements avec et sans production d'eau chaude électrique. Le facteur diminue à mesure que le nombre de logements augmente.

Distinction par rapport à la puissance de raccordement, à la charge de pointe et au profil de charge

La puissance de raccordement indique la puissance maximale qu'un appareil, une installation ou un raccordement au réseau peut techniquement soutirer ou injecter. Elle ne dit rien sur la fréquence ni sur le moment d'utilisation de cette puissance. Chauffe-eau instantané, pompe à chaleur, point de charge et cuisinière électrique représentent ensemble une puissance installée élevée. La planification du réseau ne doit toutefois pas nécessairement retenir cette somme comme charge simultanée.

La charge de pointe est la puissance la plus élevée effectivement observée ou attendue dans un tronçon de réseau. La simultanéité explique comment cette pointe résulte de nombreuses installations individuelles. Le profil de charge montre l'évolution de la puissance dans le temps : le matin ou le soir, de façon saisonnière, selon la météo ou déclenchée par les prix. La simultanéité n'est donc pas une propriété d'un appareil isolé. Elle se rapporte à un groupe, à une période et à des conditions-cadres déterminées.

La quantité d'énergie annuelle est elle aussi autre chose. Une pompe à chaleur peut consommer beaucoup d'électricité sur l'année et pourtant peu solliciter le réseau si elle fonctionne régulièrement à faible puissance. En cas de gel et avec une régulation défavorable, elle peut toutefois contribuer à une pointe de charge locale. Un appareil à faible consommation annuelle peut en revanche appeler brièvement une puissance élevée. Pour les câbles, les transformateurs, le maintien de la tension et la technique de protection, ces valeurs de puissance comptent, car ces équipements ont des limites thermiques et électriques.

Pourquoi la simultanéité devient plus importante dans le réseau de distribution

Dans les réseaux domestiques classiques, la simultanéité était bien maîtrisable grâce à la diversité statistique. Tous les ménages ne cuisinent, ne lavent ou ne se douchent pas à la même minute. Avec l'électrification, ces schémas changent. Les pompes à chaleur réagissent à la température extérieure, l'infrastructure de recharge aux heures de retour à domicile et les installations photovoltaïques au soleil. Ces installations ont des déclencheurs communs. Leur comportement est donc plus fortement corrélé que celui des appareils ménagers classiques. La Bundesnetzagentur le souligne expressément : les dispositifs de recharge et les pompes à chaleur ont des puissances plus élevées que la plupart des appareils ménagers et sont souvent utilisés en même temps. La plupart des réseaux basse tension ne sont actuellement pas encore conçus pour une montée en puissance rapide.

Dans le réseau de distribution, l'effet est particulièrement marqué. Un transformateur de réseau local ou un câble basse tension n'est pas sollicité par la consommation annuelle nationale, mais par la puissance qui circule simultanément dans son tronçon. Si de nombreuses voitures électriques chargent le soir dans une rue, la pointe locale peut augmenter, même si le système global dispose de suffisamment de production. Si de nombreuses installations PV injectent un midi ensoleillé et que peu est consommé sur place, la tension peut, du fait de l'injection en retour, dépasser la plage admissible.

La simultanéité concerne donc le soutirage et l'injection. Pour le photovoltaïque, elle est souvent très élevée, car la même situation météorologique influence simultanément de nombreuses installations. Pour l'énergie éolienne, il en va de même à plus grande échelle spatiale. Pour les stockages, cela dépend du pilotage. Les stockages domestiques peuvent lisser les pointes lorsqu'ils absorbent la production locale. Ils peuvent toutefois aussi créer une nouvelle simultanéité lorsque de nombreux appareils réagissent au même signal de prix. La Bundesnetzagentur cite précisément ce risque : une électricité bon marché à une heure donnée pourrait amener de nombreux exploitants à remplir leurs stockages en même temps et ainsi à surcharger des zones locales du réseau.

Hypothèses de planification et importance économique

Pour les gestionnaires de réseau, le facteur de simultanéité est un outil permettant de ne construire les réseaux ni trop justes ni inutilement grands. Des hypothèses trop basses entraînent des surcharges, des dépassements de la plage de tension ou des interventions fréquentes sur des installations pilotables. Des hypothèses trop élevées conduisent à des renforcements de réseau rarement utilisés, que tous paient par les redevances d'utilisation du réseau. Lors du dimensionnement d'un raccordement domestique ou d'une augmentation de puissance, on calcule différemment pour une maison individuelle, un parc de recharge, un parking souterrain d'immeuble collectif ou une entreprise. Sans gestion de charge, les planificateurs retiennent souvent prudemment un facteur élevé pour les points de charge. Les valeurs exactes sont fixées par les conditions techniques de raccordement du gestionnaire de réseau concerné et par la réglementation.

La simultanéité en droit : § 14a EnWG (Allemagne)

En Allemagne, la simultanéité est même entrée dans la régulation. Les bases en sont le § 14a EnWG et la décision BK6-22-300 de la Bundesnetzagentur. Depuis le 1er janvier 2024, chaque installation de consommation pilotable nouvellement mise en service avec plus de 4,2 kilowatts de puissance de raccordement au réseau doit pouvoir être bridée. Cela comprend les bornes de recharge privées (wallboxes), les pompes à chaleur, les climatiseurs et les stockages d'électricité, ces derniers uniquement lors de la charge. Les points de charge accessibles au public au sens de la Ladesäulenverordnung sont exclus. En contrepartie, le gestionnaire de réseau ne peut plus refuser ou retarder le raccordement en raison d'une possible surcharge locale. En cas de menace de surcharge, il peut réduire temporairement le soutirage du réseau jusqu'à 4,2 kilowatts par installation. L'électricité domestique normale et l'injection PV ne sont pas concernées. Les exploitants bénéficient pour cela de redevances d'utilisation du réseau réduites.

En cas de pilotage direct, 4,2 kilowatts par installation restent en principe disponibles. Pour les grandes pompes à chaleur ou climatiseurs de plus de 11 kilowatts, la puissance minimale résulte de la puissance de raccordement au réseau multipliée par un facteur d'échelle actuellement de 0,4. Lorsqu'un système de gestion de l'énergie pilote plusieurs installations conjointement, le gestionnaire de réseau détermine une puissance minimale commune avec un facteur de simultanéité prescrit. La formule est : 4,2 kW + (nombre d'installations − 1) × facteur de simultanéité × 4,2 kW. Pour deux installations, le facteur est de 0,8. Cela donne 7,56 kilowatts au lieu de 8,4 kilowatts en pilotage direct. Les gestionnaires de réseau publient un tableau échelonné : le facteur diminue de 0,8 pour deux installations à 0,45 à partir de neuf installations. La régulation exploite ainsi précisément l'effet de compensation que décrit la notion. L'électricité issue de sa propre installation PV n'est pas prise en compte, car la limite ne s'applique qu'au soutirage du réseau.

La possibilité technique de pilotage ne résout pas automatiquement le problème. Elle doit être juridiquement admissible, praticable, compréhensible pour les utilisateurs et fiable dans l'exploitation du réseau. L'objectif est un pilotage au service du réseau qui limite les interventions aux véritables cas de menace.

Les signaux de prix peuvent réduire ou accroître la simultanéité

Les prix de l'électricité variables dans le temps peuvent déplacer des charges des heures chères. Mais si de nombreuses installations réagissent au même signal, la nouvelle pointe apparaît directement dans le creux de prix. Un pilotage qui ne connaît que le prix de l'électricité en bourse ne voit pas la charge du réseau local. Ce qui est judicieux pour le réseau de transport peut aggraver une congestion dans le réseau basse tension.

Malentendus typiques

Puissance installée égale charge du réseau : celui qui additionne toutes les puissances de raccordement surestime en général la charge réelle et prévoit des raccordements trop grands. Les réseaux existants ont toujours été dimensionnés avec un foisonnement statistique.
D'anciens facteurs pour de nouveaux schémas : les valeurs de l'époque de la cuisinière, du téléviseur et du lave-linge ne conviennent pas sans autre à une rue de navetteurs équipée de wallboxes ni à des pompes à chaleur en période de gel. Plus les déclencheurs sont similaires, par exemple la température, la fin de journée de travail, le soleil ou le prix, plus la simultanéité est élevée.
Une valeur fixe : le facteur dépend de la taille du groupe, du mix d'appareils, du pilotage et du niveau de réseau considéré. Une valeur pour un raccordement domestique ne vaut pas automatiquement pour un transformateur de réseau local.
Un problème purement technique : la simultanéité dépend aussi des tarifs, des systèmes de mesure, des attentes de confort, des règles de raccordement et de droits et obligations clairs.

La simultanéité montre que l'électrification ne dépend pas seulement de kilowattheures supplémentaires. Il importe aussi de savoir quand et où la puissance apparaît et si de nombreuses décisions individuelles atteignent la même limite du réseau. La notion ne répond pas à la question de savoir s'il y a assez d'énergie ou si un réseau doit être renforcé. Elle rend toutefois plus précise la question de savoir quelle puissance traverse simultanément quels équipements et quelles règles renforcent ou limitent cela.

Sources

Integration von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen — Bundesnetzagentur; unbekannt. Einleitung; Abschnitte zu betroffenen Anlagen, Mindestleistung, Stromspeichern, großen Wärmepumpen und PV
Netzorientierte Steuerung ermöglicht den weiteren Zubau von Wärmepumpen (Factsheet § 14a) — KEDi / Deutsche Energie-Agentur (dena); 2024-02-05 (laut Dateiname). Formel zur Mindestleistung bei Energiemanagementsystem und Rechenbeispiel
Steuerbare Verbrauchseinrichtungen — wesernetz (Verteilnetzbetreiber); unbekannt. FAQ Steuerung, Tabelle Gleichzeitigkeitsfaktor
Leistungsbedarf und Gleichzeitigkeitsfaktor — Elektropraktiker; unbekannt. Abschnitt zu DIN 18015-1, Bild 1

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 12.11.2026 05:05