Lire une courbe de charge

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 5 — Conversion et transport de l'énergie électrique

Énoncé

On considère la courbe de consommation d'un jour d'hiver donnée dans ce chapitre : minimum $55$ GW vers $4$ h, plateau autour de $73$ GW dans la journée, maximum $87$ GW vers $19$ h. 1. Estimer l'énergie consommée dans la journée, en supposant une puissance moyenne de $72$ GW. 2. Quelle puissance faut-il pouvoir mobiliser en plus, entre $16$ h et $19$ h, si la consommation passe de $70$ à $87$ GW ? 3. Combien d'éoliennes de $5$ MW faudrait-il, en théorie, pour fournir cette puissance supplémentaire ? Pourquoi ce calcul est-il trompeur ? 4. Citer trois moyens de gérer cette pointe. 5. On lit parfois qu'« un degré de moins sur les thermostats économise plusieurs gigawatts ». Que dit ce type d'affirmation sur la nature de la pointe française ?

Corrigé

1. $E \approx 72 GW \times 24 h \approx 1700$ GWh, soit environ $1, 7$ TWh en une journée. Sur une année, cela conduit à un ordre de grandeur de quelques centaines de TWh, ce qui est bien la consommation française.

2. $87 - 70 = 17$ GW à mobiliser en trois heures.

3. $17 GW /5 MW = 3400$ éoliennes tournant à pleine puissance au bon moment. Le calcul est trompeur pour deux raisons : d'une part le facteur de charge moyen est de $0, 25$ environ, ce qui quadruplerait le nombre ; d'autre part, et surtout, le vent ne se commande pas. Une puissance installée n'est pas une puissance garantie. Confondre les deux est l'erreur la plus fréquente dans les débats sur l'énergie.

4. Démarrer des groupes hydrauliques de lac ou des centrales à gaz (quelques minutes) ; déstocker (STEP, batteries) ; importer via les interconnexions ; effacer une partie de la consommation industrielle ou piloter les usages domestiques différables.

5. Que la pointe française est très largement thermosensible : le chauffage électrique y est très répandu, si bien que la puissance appelée augmente fortement quand la température baisse. C'est une particularité française, liée à des choix faits dans les années $1970$ - $1980$ , et elle rend le système électrique national plus sensible aux vagues de froid que ceux de ses voisins. Un fait technique, ici, est aussi la trace d'une décision politique ancienne.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.