TT^^HT

Fig. 274.

Ce mode d'alimentation des récepteurs leur assure l'indépendance qui leur manquait dans le système précédent. Un des appareils peut être interrompu sans occasionner l'arrêt des autres. Mais cette indépendance n'est obtenue qu'au prix d'un accroissement considérable de la section des câbles venant de la source d'élec-

l8 DISTRIBUTION DE l'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE.

tricité, attendu que le courant à produire parcelle-ci augmente proportionnellement au nombre des récepteurs.

Afin de réduire la section de cuivre des conducteurs, on est conduit à adopter des récepteurs fonctionnant sous une /ew^ion, ou voltage^ aussi élevée que le permettent la nature des appareils et la sécurité des personnes. En effet, pour une quantité donnée d'énergie à transmettre, l'intensité du courant et, par suite, la section économique des conducteurs, sont en raison inverse de la tension de distribution, § 475.

Indépendamment des conditions de sécurité et d'économie à observer dans l'étude d'une distribution , il y a une troisième condition qui joue un rôle important , particulièrement lorsqu'il s'agit d'alimenter des lampes ; on exige que la tension appliquée à celles-ci reste comprise entre des limites très voisines, quel que soit le nombre des foyers en activité. Pour les lampes à incandescence, la différence de potentiel ne peut varier de plus de i,5 à 2 pour 100 en deçà et au delà du voltage normal.

Or, si l'on suppose que la tension est maintenue constante aux bornes de la machine génératrice , il est clair que le voltage décroît dans les conducteurs principaux à mesure qu'on s'éloigne de la source, la perte en volts entre deux points quelconques de la canalisation étant égale à la somme dos produits des résistances des tronçons compris entre ces points par les courants correspondants. En outre, chaque fois qu'on allume ou qu'on éteint un des foyers, la tension varie aux bornes des autres fovers.

Désignons par /^, iji ^31 • • ■ • 1 ^n les courants dérivés dans les branchements successifs à partir de la source; par r^, Tj, r-», . . . ., Tn les résistances des doubles sections de canalisation comprises entre le générateur et les branchements. La chute de tension au branchement d'ordre n est donnée par

v^r^ (i^ + '2 + '3 + • • • • + '«;> + U'-i — ri) (12 + '3 + • . . + in)

+ ....+ (fa — f,i—i) In

Il est facile de calculer directement la différence des tensions appliquées à deux récepteurs quelconques. A titre de curiosité, on remarquera que l'expression de la chute de tension est analogue à celle de la somme des moments de forces égales à /^, /g, . . ,. . /„,

échelonnées sur une droite, par rapport à un poînt de cette droite dont elles seraient séparées par des distances r^, r^, . . . ?\. On peut donc, ainsi que Ta montré M. Krieg ('), résoudre le problème par les procédés de la graphostaiique.

Dans une installation importante, il conviendra de calculer les conducteurs principaux en ayant égard aux règles de sécurité et d'économie, §§ 474 et 475. La règle de Thomson conduit à adopter une densité uniforme de courant et à donner des sections décroissantes aux tronçons successifs à mesure qu'on s'écarte de la source. On arrive de la sorte à une distance limite au delà de laquelle la chute de tension dépasse la variation compatible avec la bonne marche des récepteurs. Cette limite est rapidement atteinte avec les lampes à incandescence qui ne souffrent pas de variations supérieures à 2 pour 100 de la tension normale.

482. — Distribution en boucle. — Dans une installation de peu d'étendue, comme celle destinée à l'éclairage d'une maison ou d'un appartement, o.n emploie souvent un mode de distribution, dit en boucle y qui permet de réduire notablement les différences des tensions maintenues aux lampes et , par suite, d'agrandir la zone desservie sans dépasser les limites de variation fixées. Comme le montre la fig. 275, la longueur de conducteur principal intéressée dans le

Mi fi

Fig. 2-5.

circuit de chaque lampe est invariable. Si donc on calcule les conducteurs de manière que la densité de courant soit constante quand toutes les lampes sont allumées, ce qui conduit à des conducteurs dont les sections décroissent à partir de la source, la tension sera uniforme en tous les points, car le système revient à donner à

(') M. Krieg , Die Er^eugung iind Verteilung der Elektricitàt m central stationetij 1888.

DISTRIBUTION DE L ENERGIE ELECTRIQUE

chaque lampe un circuit spécial de longueur invariable et à réunir les branches parallèles des circuits. Mais si Ton éteint une partie des fovers, la densité de courant ne reste plus constante, et Ton constate des variations de tension, ce qui n'arriverait pas si chaque lampe était réellement alimentée par deux conducteurs branchés directement sur la source.

Lorsque les récepteurs s'écartent progressivement de la source d'électricité, la distribution en boucle exige une dépense de conducteurs plus grande que la distribution simple. Mais si les récepteurs

■iH^

Fig. 276.

forment une figure fermée , comme c'est le cas dans une distribution destinée à alimenter un bloc de maisons circonscrit par des rues, la fig. 276 montre qu'on peut réaliser la distribution en boucle sans accroissement de dépense.

483. — Distribution par réseau et feeders. — On vient de voir que la condition de ne pas dépasser une perte de tension déterminée limite en général à une faible longueur la distance à laquelle une source d'électricité peut alimenter des lampes à incandescence. Pour accroître le rayon de distribution, on pourrait employer un procédé analogue à celui qu'on applique dans les distributions de gaz , où l'on fait varier la pression aux becs par une clef ou un régulateur automatique, lorsque la pression change dans les conduites. De même des résistances pourraient être intercalées à la suite des lampes électriques et variées à la main ou automatiquement de manière à régulariser la tension utile. Dans le cas de courants alternaiifs, l'emploi des bobines à réaction permet de modifier la tension utile sans grande dépense d'énergie, § 446. Mais ces moyens introduisent une complication et une perte

d'énergie en chaleur qu'on évite par le procédé suivant. On établît un réseau de câbles distributeurs D auxquels se raccordent les branchements alimentant les récepteurs b. Des machines

Fig. 277.

génératrices partent un certain nombre de conducteurs F appelés feeders ou artères qui déversent Ténergie électrique dans le réseau en des points C nommés centres de distribution ou boites de jonction.

Au lieu de maintenir la tension constante à la station génératrice, on Vy fait varier de manière à obtenir une différence de potentiel constante aux centres de distribution, ce dont on s'assure par des fils spéciaux, appelés Jils pilotes^ qui reviennent de ces centres vers des voltmètres placés dans f usine productrice. V^u la grande résistance des voltmètres, on peut donner aux fils pilotes une section minime, sans crainte dV provoquer une chute de tension sensible.

Grâce à l'artifice qu'on vient de voir, il est possible d'étendre considérablement le rayon de la zone desservie par une usine électrique, car on satisfait à la condition d'uniformité de tension aux récepteurs en multipliant autant qu'il est nécessaire les centres de distribution et l'on peut calculer les feeders de manière à obtenir la densité moyenne la plus économique, § 475.

22 DISTRIBUTION DE l'ÉNERGIE ELECTRIQUE.

Dans une distribution destinée à Téclairage d'un quartier de ville, on espacera les centres de distribution de manière à ne pas dépasser les variations de tension admises. On tolérera, par exemple, une perte de potentiel de 2 pour 100 dans les distributeurs et de i pour 100 dans les branchements placés à l'intérieur des habitations. Le plus grand écart entre les tensions extrêmes est alors de 3 pour 100. Les feedcrs, au contraire, pourront présenter des chutes de tension bien supérieures et d'autant plus grandes que la force motrice est à meilleur compte.

On cherche à former avec les câbles distributeurs des figures fermées afin que, si la communication avec les feeders vient à être rompue accidentellement en un point, Ténergie électrique arrive aux récepteurs par les côtés de la figure qui restent reliés à l'usine électrique. Ces figures fermées forment les mailles d'un réseau qui couvre l'agglomération à desservir.

484. — Systèmes de distribution mixtes. — On peut combiner de diverses manières les systèmes de distribution en série et en dérivation , de manière à bénéficier de certains avantages appartenant à ces procédés.

Ainsi une combinaison très usitée avec les lampes à arc voltaîque consiste à dériver, par rapport à des conducteurs A, B, h§. 278, des groupes de lampes disposées en série. Outre l'avantage spécial de réduire les résistances additionnelles qu'exigent les lampes à arc, cette combinaison permet de diminue;* la section des câbles distributeurs puisqu'elle se prête à un accroissement de la tension de

Fig. 278.

distribution. Par contre, elle établit u:ic certaine solidarité entre les lampes d'une même série, ci elle oblige à munir chaque récepteur d'un appareil qui y substitue automatiquement, en cas d'extinction ou d'arrêt, un récepteur de réserve ou une résistance qui en tient lieu.

Pour éviter que Tinterruption d'un des récepteurs n'arrête le fonctionnement des appareils en série avec lui, on peut dans certains cas disposer des câbles intermédiaires a, b^ qui réunissent les fils de jonction des récepteurs semblablement placés. Mais cette disposition n'empêche pas la tension aux bornes des appareils de subir des variations qui, dans le cas de lampes, sont préjudiciables au bon fonctionnement. On verra toutefois, § 487, qu'il est possible de remédier à ces variations par des régulateurs spéciaux.

485. — Système de distribution à conducteurs multiples. — M. J. Hopkinson est arrivé à assurer Tindcpendance complète des divers récepteurs en associant des dynamos en tension et en reliant les câbles intermédiaires des divers groupes de récepteurs aux pôles communs des machines. Soit le cas de deux dynamos en série, indiqué dans la fig. 279. Si tous les récepteurs sont égaux et fonc-