Énergie réactive : définition, coût, et compensation
L'énergie réactive vous coûte peut-être cher
On vous aide à y voir clair et à éviter les frais de pénalités au
Réduisez la facture d'énergie de votre entreprise !
Contactez un conseiller Place des Énergies
L’énergie réactive est l'énergie nécessaire au fonctionnement d’équipements tels que les moteurs ou les transformateurs, mais qui ne produit pas de travail utile. Les fournisseurs d’électricité pénalisent les professionnels ayant une consommation excessive d’énergie réactive via la Composante Énergie Réactive (CER) du TURPE. Pour éviter les déséquilibres et les surcharges sur les réseaux électriques et ne pas payer ce coût additionnel, l'énergie réactive doit être compensée. Sa compensation, réalisée via des condensateurs, permet de neutraliser cette énergie et de réduire le déphasage entre tension et courant, améliorant ainsi l'utilisation de l'énergie.
Une consommation excessive d'énergie réactive est facturée au professionnel
L'énergie réactive provoque des déséquilibres sur le réseau électrique. Pour cette raison, si vous consommez une quantité excessive d'énergie réactive, vous devez payer des pénalités dans le cadre du TURPE (Tarif d'Utilisation des Réseaux Publics d'Électricité).
Combien vous coûte votre consommation d'énergie réactive ?
Selectra a mis au point un calculateur permettant de déterminer le coût de la consommation d'énergie réactive.
Cet outil en ligne est dédié aux professionnels :
- Raccordés en basse tension avec une puissance souscrite strictement supérieure à 36 kVA (profil Tarif Jaune) ;
- Raccordés en moyenne tension (HTA). Cela concerne les profils de consommation C3, C2 et C1 en contrat CARD.
Combien vous coûte votre consommation d'énergie réactive ?
Votre consommation d'énergie réactive vous coûte :
148 € /an
La consommation d'énergie réactive est pénalisée au-delà d'un certain seuil
Si vous êtes raccordés en basse ou moyenne tension, avec une puissance souscrite strictement supérieure à 36 kVA, vous êtes facturés dès lors que votre consommation d'énergie réactive représente au moins 40% de votre consommation d'énergie totale. Dans le cas contraire, vous n'avez pas de pénalités à payer.
Comment est calculé le coût de la consommation d'énergie réactive pour les entreprises au profil type Tarif Jaune ?
Voic les tarifs appliqués pour la Composante Énergie Réactive du TURPE si vous êtes raccordés en basse tension avec une puissance souscrite strictement supérieure à 36 kVA :
| tg φ max (rapport max. entre énergie active et réactive) | €/kVAr.h (centimes d'€ à payer pour chaque kilovolt-ampère réactif par heure absorbé au-delà du ratio de 0,4 |
|---|---|
| 0,4 | 0.0296 |
Source : Enedis
La facturation de l'énergie réactive s'applique uniquement pendant la période des Heures Pleines Saison Haute (HPH), qui s'étend du 1ᵉʳ novembre au 31 mars.
Les horaires des Heures Pleines et des Heures Creuses sont définies localement par Enedis. Si vous souhaitez connaître précisément les plages horaires pendant lesquelles la consommation d'énergie réactive vous est facturée en Saison Haute, vous pouvez contacter Enedis.
Comment est calculé le coût de la consommation d'énergie réactive pour les entreprises au profil type Tarif Vert en moyenne tension (HTA) ?
Si vous êtes raccordés en moyenne tension, la facturation de la consommation d'énergie réactive est similaire à celle pour les clients du profil C4.
Elle se distingue tout de même, car elle s'applique pendant deux plages temporelles :
- En Heures Pleines Saison Haute (HPH) : soit pendant les Heures Pleines de la période s'étendant du 1ᵉʳ novembre au 31 mars ;
- En Heures de Pointe (P).
Par conséquent, vous êtes facturés si votre consommation d'énergie réactive dépasse 40% de votre consommation totale en HPH et en Heures de Pointe.
Voici dans le détail les tarifs appliqués en moyenne tension :
| tg φ max (rapport max. entre énergie active et réactive) | €/kVAr.h (centimes d'€ à payer pour chaque kilovolt-ampère réactif par heure absorbé au-delà du ratio de 0,4 |
|---|---|
| 0.4 | 0.0248 |
Source : Enedis
Comment est calculé le coût de la consommation d'énergie réactive pour les entreprises au profil type Tarif Vert en haute tension (HTB) ?
Si vous avez un profil type Tarif Vert, avec un raccordement en haute tension (HTB), votre consommation d'énergie réactive vous est facturée dès lors qu'elle représente plus de 25% de votre consommation totale. Autre différence avec les autres professionnels, l'énergie réactive vous est facturée en Saison Basse, c'est-à-dire du 1ᵉʳ avril au 31 octobre inclus (à la fois en Heures Pleines et en Heures Creuses). Elle est calculée sur la base du pas horaire.
La facturation de la consommation d'énergie réactive est intégrée dans le prix du TURPE
Une consommation excessive d'énergie réactive entraîne des coûts supplémentaires pour Enedi, car elle impose une surcharge sur le réseau électrique, sans générer de travail utile. Les professionnels à l'origine de ce problème doivent donc payer ce coût, qui se répercute sur leur facture d'électricité à travers la Composante Énergie Réactive du TURPE (Tarif d'Utilisation des Réseaux Publics d'Électricité).
En optimisant votre gestion de l'énergie, vous pouvez réduire votre consommation réactive, et ainsi éviter cette facturation additionnelle.
Comment connaître sa consommation d'énergie réactive ?
Vous pouvez connaître votre consommation d'énergie réactive en consultant votre compteur électrique ou votre facture d'électricité.
Lire votre consommation d'énergie réactive sur votre compteur électrique
Si vous disposez d'un compteur PME-PMI, plusieurs paramètres sont dédiés à l'affichage de la consommation d'énergie réactive du client :
- Les paramètres 130 et 230 indiquent la consommation d'énergie réactive positive en kVAr.h sur chaque plage temporelle ;
- Les paramètres 140 et 240 indiquent la consommation d'énergie réactive négative en kVAr.h sur chaque plage temporelle.
Lire votre consommation d'énergie réactive sur votre facture d'électricité
En consultant le détail de votre facture d'électricité, vous pouvez voir combien vous coûte votre consommation d'énergie réactive, ainsi que la quantité d'énergie réactive utilisée sur les plages temporelles facturées.
Réduire le coût de la consommation d'énergie réactive de son entreprise par la compensation
Si vous souhaitez réduire le coût de votre consommation d'énergie réactive, la principale chose à faire est d'instaurer un système de compensation adapté.
Qu'est-ce que la compensation d'énergie réactive ?
La compensation d'énergie réactive est un procédé qui utilise des dispositifs, principalement des condensateurs, pour produire de l'énergie réactive en phase avec la tension du réseau. Elle vise à compenser l'énergie réactive consommée par des équipements inductifs tels que les moteurs, transformateurs ou lampes à ballast magnétique, qui génèrent des courants décalés par rapport à la tension. En introduisant des condensateurs dans le circuit, ces derniers fournissent une énergie réactive opposée à celle consommée par ces appareils, permettant ainsi de réduire ou de neutraliser ce déphasage entre la tension et le courant.
Quels sont les deux types de compensation d'énergie réactive ?
Il existe 2 types de compensation d'énergie réactive :
- La compensation fixe ;
- La compensation automatique.
La compensation fixe
La compensation fixe consiste à installer des condensateurs de capacité déterminée, qui fournissent en permanence la même quantité d’énergie réactive, indépendamment de la consommation de l’installation. Elle convient aux systèmes où les besoins en énergie réactive sont stables, par exemple lorsque la puissance réactive représente moins de 15 % de la puissance apparente du transformateur.
Les condensateurs sont mis en service manuellement (interrupteur ou contacteur), ce qui en fait une solution simple, économique et adaptée à des usages comme les petits ateliers, l’éclairage ou les équipements fonctionnant de manière constante.
En revanche, cette méthode devient inefficace lorsque la charge varie : elle peut alors entraîner une sous-compensation ou une surcompensation, au détriment de l’équilibre et de la performance du réseau électrique.
La compensation automatique, dite « en gradin »
La compensation automatique utilise des condensateurs répartis en plusieurs gradins, pilotés par un régulateur varmétrique. Celui-ci ajuste en temps réel la quantité d’énergie réactive fournie selon les besoins de l’installation.
Lorsque la demande augmente, le régulateur active progressivement les gradins nécessaires ; lorsqu’elle diminue, il en désactive pour éviter la surcompensation.
Cette solution maintient un facteur de puissance optimal, sans gaspillage d’énergie réactive, et convient particulièrement aux installations où la charge varie souvent et de manière importante.
L'installation de batteries de condensateurs est primordial pour compenser son énergie réactive
L'installation de batteries de condensateurs est essentielle pour compenser l'énergie réactive. Ces dispositifs permettent de produire de l'énergie réactive capacitive, équilibrant celle consommée par les équipements inductifs comme les moteurs ou les transformateurs. En neutralisant le déphasage entre la tension et le courant, les batteries de condensateurs améliorent le facteur de puissance de l'installation, réduisent les pertes d'énergie et allègent la charge sur le réseau électrique.
Quel est le prix d'un condensateur contre l'énergie réactive ?
Une batterie de condensateurs de 20 kVAr coûte entre 600 et 800 € en fonction de la qualité du matériel utilisé. Pour une batterie de puissance de 125 kVAr, le prix varie généralement entre 2000 et 2200 €. Selon Engie, le retour sur investissement de la mise en œuvre d'un procédé de compensation d'énergie réactive (notamment l'installation d'un condensateur) est de l'ordre de 2 à 3 ans.
Comment définir les besoins de compensation d'énergie réactive de son entreprise ?
Pour définir les besoins de compensation d'énergie réactive de votre entreprise, vous devez faire une analyse précise de votre installation électrique, en mesurant :
- L'intensité;
- La tension;
- La puissance active ;
- La puissance réactive;
- Le facteur de puissance.
Ces paramètres servent à mesurer l’énergie réactive et à repérer les zones nécessitant une correction. L’analyse prend aussi en compte les harmoniques de tension et de courant qui, lorsqu’ils sont trop élevés, perturbent le réseau et exigent des solutions spécifiques comme des filtres ou des selfs anti-harmoniques.
Ces données permettent de dimensionner correctement les batteries de condensateurs et de choisir entre une compensation fixe, adaptée aux charges stables, ou une compensation automatique, mieux appropriée aux charges variables grâce à son ajustement en temps réel. Le choix de l’emplacement — au tableau général ou au plus près des équipements — vise également à optimiser l’efficacité du dispositif. Ces aspects seront développés dans la suite de l’article.
Où installer la batterie des condensateurs ?
L'emplacement de la batterie des condensateurs varie en fonction des besoins de compensation de l'entreprise.
3 approches de compensation sont couramment utilisées :
- La compensation globale, préconisée pour compenser l'énergie réactive d'une installation dans son ensemble ;
- La compensation locale, préconisée pour une compensation ciblée, en particulier si des équipements ont des régimes de charge différents ;
- La compensation individuelle, préconisée pour les gros consommateurs ;
Où installer la batterie des condensateurs pour une compensation globale ?
Pour une compensation globale, il faut installer une batterie de condensateurs au niveau du tableau général d’une installation électrique. Cette batterie de condensateurs vise à équilibrer l’énergie active et réactive de l’ensemble du réseau.
Son dimensionnement repose sur l’analyse de la puissance réactive totale consommée par l’installation. Cette solution est simple à mettre en œuvre et économique, puisqu’un seul équipement suffit pour tout le réseau.
Elle n'est toutefois pas adaptée à tous types d'installations. Il faut utiliser cette approche particulièrement dans des installations où les charges inductives sont réparties de manière uniforme ou lorsque les variations de puissance réactive sont limitées.
Où installer la batterie des condensateurs pour une compensation partielle ?
Pour une compensation partielle, il faut installer des batteries de condensateurs directement sur des groupes d’équipements ou des zones spécifiques de l’installation. La compensation partielle permet de compenser l’énergie réactive au plus près des appareils concernés et de cibler précisément les besoins de chaque atelier ou secteur.
Cette solution est idéale pour les sites industriels où les régimes de charge diffèrent selon les équipements (par exemple moteurs asynchrones, éclairage à ballast, etc.). Chaque zone dispose ainsi d’une batterie adaptée, ce qui optimise localement le facteur de puissance, réduit les pertes d’énergie dans les lignes internes et améliore l’efficacité globale du réseau.
Cette solution offre une grande souplesse, car chaque batterie peut être dimensionnée selon les besoins de sa zone et ajustée en cas de modification des charges ou d’ajout de nouveaux équipements. En revanche, elle demande une planification plus fine et coûte plus chère qu'un système de compensation globale.
Où installer la batterie des condensateurs pour une compensation individuelle ?
Pour une compensation individuelle, il faut installer les batteries de condensateurs directement sur les équipements consommateurs d’énergie réactive, tels que les moteurs ou les transformateurs. Cette méthode produit l’énergie réactive au plus près de sa consommation. Elle garantit un facteur de puissance optimal, prolonge la durée de vie des équipements en stabilisant le réseau, et offre une efficacité maximale. Bien que son coût soit plus élevé, elle est idéale pour les installations consommant une grande quantité d'énergie réactive.
Qu'est-ce que l'énergie réactive ?
L'énergie réactive est l'énergie qui ne sert pas à accomplir un travail direct, mais qui est nécessaire pour le bon fonctionnement de certains appareils électriques. Elle est mesurée en kilovoltampères réactifs (kVAr). Contrairement à l'énergie active, l'énergie réactive circule entre les équipements et le réseau sans être réellement consommée. Elle est principalement impliquée dans la création de champs magnétiques et électriques dans des dispositifs tels que les moteurs, les transformateurs, et les ballasts de tubes fluorescents.
Bien qu'elle soit indispensable au fonctionnement de ces équipements, son excès peut poser des problèmes sur le réseau, entraînant des pertes énergétiques. Par conséquent, les professionnels consommant trop d'énergie réactive doivent payer des frais de pénalités compris dans le prix du TURPE (Tarif d'Utilisation des Réseaux Publics d'Électricité).
Il est donc important de compenser sa consommation d'énergie réactive afin de minimiser son impact sur l'efficacité énergétique globale.
Il existe deux types d'énergie réactive :
- L'énergie réactive inductive, soit l'énergie réactive positive ;
- L'énergie réactive capacitive, soit l'énergie réactive négative.
L'énergie réactive inductive, ou « énergie réactive positive »
Également appelée énergie réactive positive, l’énergie réactive inductive provient principalement des charges inductives comme les moteurs, les transformateurs ou les bobines. Ces équipements ont besoin de champs magnétiques pour fonctionner. Ces champs magnétiques sont créés grâce à l’énergie réactive.
L’inductance des composants provoque alors un déphasage entre tension et courant : l’énergie est temporairement stockée dans le champ magnétique, puis restituée au réseau.
Bien qu’elle ne soit pas consommée définitivement, cette énergie surcharge le réseau si elle n’est pas compensée. Pour y remédier, on installe généralement des batteries de condensateurs, qui réinjectent de l’énergie réactive afin de rééquilibrer le système.
L'énergie réactive capacitive, ou « énergie réactive négative »
Également appelée énergie réactive négative, l’énergie réactive capacitive est produite par des composants capacitifs, comme les condensateurs, qui stockent l’énergie dans un champ électrique créé entre leurs bornes. Lorsqu’une charge capacitive est introduite dans un circuit, l’énergie accumulée est restituée et peut compenser l’effet des charges inductives.
Ainsi, dans un réseau où l’énergie réactive inductive prédomine, l’ajout de condensateurs permet de rééquilibrer les flux d’énergie, de réduire les pertes et d’améliorer le facteur de puissance global.
Qu'est-ce que le facteur de puissance ?
Le facteur de puissance est le rapport entre l'énergie active et l'énergie apparente. Il est compris entre 0 et 1.Un facteur de puissance élevé (proche de 1) indique que la majorité de l'énergie est utilisée de manière productive, tandis qu'un facteur de puissance faible (proche de 0) indique une plus grande proportion d'énergie réactive dans le système.
Quelles sont les conséquences d'une consommation excessive d'énergie réactive ?
Les conséquences d'une consommation excessive d'énergie réactive pour le réseau électrique
La consommation d'énergie réactive a plusieurs conséquences néfastes sur le réseau électrique, principalement en raison de son impact sur l'efficacité du transport de l'énergie.
- Une augmentation de la puissance apparente : l’énergie réactive augmente la puissance apparente (somme de la puissance active et réactive). Le réseau doit alors transporter plus d’énergie que celle réellement utilisée, ce qui impose des infrastructures plus lourdes et plus coûteuses.
- Une perte d'efficacité énergétique : lorsque la quantité d'énergie réactive devient trop importante, elle entraîne des pertes en lignes et une surcharge des équipements, comme les transformateurs et les lignes de transport. Cela diminue l'efficacité globale du système ;
- Des chutes de tension et une déstabilisation du réseau ;
- Une augmentation des coûts de gestion du réseau : les opérateurs du réseau doivent gérer la quantité d'énergie réactive en plus de l'énergie active, ce qui complique l'équilibre du réseau et augmente les coûts de gestion.
Les conséquences d'une consommation excessive d'énergie réactive pour les professionnels
La consommation excessive d'énergie réactive a également des conséquences négatives pour les consommateurs professionnels, tant sur le plan financier qu'opérationnel :
- Un coût supplémentaire sur la facture d'électricité via la Composante Énergie Réactive (CER) du TURPE ;
- Une diminution de l'efficacité énergétique : l'énergie réactive doit être transportée sur le réseau, ce qui génère des pertes qui peuvent réduire l'efficacité énergétique de l'ensemble de l'installation et rendre les équipements moins performants ;
- La surchauffe et l'usure des équipements : une forte consommation d'énergie réactive entraîne une sursollicitation des équipements électriques comme les transformateurs, les moteurs et les câbles. Cette surcharge peut provoquer une surchauffe de ces équipements et accélérer leur usure, ce qui peut entraîner des pannes fréquentes, une baisse de leur durée de vie, et des coûts de maintenance plus élevés ;
- Des chutes de tension et des perturbations du réseau : les entreprises qui consomment beaucoup d'énergie réactive risquent de provoquer des chutes de tension dans le réseau électrique, ce qui peut affecter la stabilité de l'approvisionnement en énergie ;
- Une augmentation de la puissance souscrite : avec une consommation d'énergie réactive élevée, les entreprises devoir souscrire à des puissances plus importantes pour compenser cette surcharge. Cela entraîne une augmentation de la puissance souscrite, et donc une augmentation du prix de l'électricité, en particulier du prix de l'abonnement.
Quelles sont les entreprises consommant de l'énergie réactive ?
Les entreprises qui consomment de l'énergie réactive sont généralement celles qui utilisent des équipements électromécaniques ou électriques générant des champs magnétiques ou ayant des charges inductives importantes. Cela inclut notamment
- Les industries de production et de fabrication, notamment celles utilisant des moteurs asynchrones. Elles sont parmi les plus grandes consommatrices d’énergie réactive. Les moteurs asynchrones, qui alimentent une grande variété de machines industrielles (convoyeurs, presses, compresseurs, etc.), nécessitent une énergie réactive pour générer les champs magnétiques nécessaires au fonctionnement de l'outil ;
- Les industries métallurgiques, en particulier celles utilisant des fours à induction ou à arc, consomment également de l’énergie réactive. Ces équipements sont utilisés pour chauffer et fondre des métaux, un processus qui génère des courants puissants. Les fours à induction, par exemple, créent des champs électromagnétiques pour chauffer les métaux de manière efficace, mais consomment une quantité significative d’énergie réactive pour maintenir ces champs ;
- Les ateliers de soudage : les machines à souder consomment aussi de l'énergie réactive. Ces machines fonctionnent sur le principe de l'arc électrique, et bien que l'énergie réactive ne soit pas directement utilisée pour réaliser le soudage, elle est nécessaire pour créer et maintenir l'arc stable entre les électrodes ;
- Les entreprises du secteur de la distribution d'énergie, en particulier les transformateurs, consomment également une quantité importante d'énergie réactive. Les transformateurs sont utilisés pour modifier les niveaux de tension dans les réseaux électriques et nécessitent de l’énergie réactive pour créer les champs magnétiques nécessaires au transfert d’énergie entre les enroulements primaire et secondaire ;
- Les commerces et installations publiques qui utilisent des lampes à ballast magnétique (comme les lampes fluorescentes ou à décharge). Ces lampes sont souvent utilisées dans les éclairages publics ou dans les grandes surfaces commerciales. Elles consomment de l'énergie réactive.
Quelles différences entre l'énergie réactive, l'énergie active, et l'énergie apparente ?
L'énergie active est celle qui réalise un travail utile dans le système. Elle est mesurée en kilowattheures (kWh) et correspond à l'énergie qui est effectivement utilisée pour produire de la lumière, de la chaleur, du mouvement, ou tout autre travail mécanique. Cette énergie est convertie en une forme d'énergie exploitable par les appareils électriques (comme les moteurs, les chauffages, les éclairages). En termes simples, l'énergie active est celle qui « travaille » réellement dans l'installation.
Contrairement à l'énergie active, l'énergie réactive ne produit pas de travail utile, mais elle est nécessaire pour maintenir les champs électromagnétiques dans les appareils inductifs tels que les moteurs et transformateurs. Elle est mesurée en kilovoltampères réactifs (kVAr) et oscille entre la source (générateur) et la charge (moteur, transformateur, etc.) sans être réellement consommée. L'énergie réactive est essentielle pour le bon fonctionnement des systèmes électriques, mais elle ne contribue pas directement à l'exécution d'un travail.
Enfin, l'énergie apparente est la combinaison de l'énergie active et de l'énergie réactive. Elle est mesurée en kilovoltampères (kVA) et représente la puissance totale qui doit être fournie par le réseau pour alimenter un appareil ou une installation.