Estimation des charges électriques et bilan de puissance dans les immeubles d’habitation

Dans les projets de bâtiments en Algérie, surtout les immeubles d’habitation (LPL, LPA, LPP, AADL, promotions privées…), une question revient toujours côté électricien et bureau d’étude :

De quelle puissance l’immeuble a-t-il réellement besoin ?

Répondre correctement à cette question permet de :

• choisir la puissance du poste ou de l’abonnement Sonelgaz,
• dimensionner les câbles, les disjoncteurs et les tableaux,
• limiter les chutes de tension et les déclenchements intempestifs,
• éviter le surdimensionnement coûteux des installations.

Les principes présentés dans cet article s’appuient sur les normes internationales (IEC 60364, NF C 15-100) et sur des guides pratiques de fabricants (par exemple le Guide de l’installation électrique de Schneider Electric), adaptés au contexte des projets algériens de logements.

1. Types de bâtiments les plus courants

En Algérie, la majorité des projets de logements se retrouve dans quelques grandes catégories :

• Immeubles d’habitation collectifs
  Programmes publics (LPL, LPA, LPP, AADL) et promotions privées.
  Typiquement des immeubles R+4 à R+10, parfois plus dans certains nouveaux ensembles.
• Maisons individuelles et villas
  Très présentes dans les petites villes, les zones périurbaines et le milieu rural (R+1, R+2, souvent avec cour ou jardin).
• Habitat rural aidé
  Maisons individuelles dispersées ou en petits noyaux villageois.

Dans cet article, on se concentre sur le cas le plus fréquent en bureau d’étude : l’immeuble d’habitation collectif alimenté en BT 230/400 V, avec plusieurs appartements par étage et des charges communes (éclairage des parties communes, parfois ascenseur, pompe de surpression…).

2. Notions de base pour l’estimation des charges

2.1 Puissance installée (charge connectée)

La puissance installée est la somme des puissances nominales de tous les récepteurs raccordés :

• éclairage,
• prises de courant,
• climatiseurs,
• chauffe-eau électriques,
• ascenseurs, pompes, ventilateurs, etc.

On la note souvent P_installée ou P_conn.
C’est une valeur théorique qui suppose que tout fonctionne en même temps.

2.2 Puissance demandée (demande maximale)

En réalité, les utilisateurs n’allument pas tous les appareils simultanément à pleine puissance. On introduit donc la notion de puissance demandée, aussi appelée demande maximale :

P_demandée = P_installée × f_demande
  

où f_demande est le facteur de demande, inférieur à 1.

Idée clé :

• Puissance installée : somme des puissances nominales de tous les récepteurs.
• Puissance demandée : puissance réaliste en régime de pointe, après application du facteur de demande et, plus tard, des facteurs de simultanéité.

2.3 Simultanéité entre logements et entre étages

Lorsqu’on regroupe :

• plusieurs circuits dans un logement,
• plusieurs logements sur un même étage,
• plusieurs étages dans un même immeuble,

Il est encore moins probable que toutes les charges atteignent leur pointe au même instant. On introduit donc un facteur de simultanéité (ou facteur de diversité) lors des regroupements.

Pratiquement :

• facteur de demande → pour chaque type de charge ou de logement,
• facteur de simultanéité → pour le regroupement des logements, des étages, des tableaux.

2.4 Facteur de puissance et passage en kVA / courant

Pour dimensionner transformateurs, câbles et disjoncteurs, on travaille en :

• kVA pour la puissance apparente,
• A pour les courants.

Les relations de base (écrites simplement) :

S = P / cos(phi)

I = P / ( 1,732 × U × cos(phi) )
  

Avec :

• P : puissance active (kW),
• S : puissance apparente (kVA),
• U : tension entre phases (400 V en BT),
• cos(phi) : facteur de puissance (souvent entre 0,8 et 0,95),
• I : courant (A).

En Algérie, la majorité des installations d’habitation sont en 230/400 V – 50 Hz, avec en amont un poste de distribution publique ou un poste client 30 kV / 0,4 kV pour les projets importants.

2.5 Courant nominal (In) vs courant d’emploi (Ib)

Dans un bilan de puissance, il est essentiel de distinguer deux notions de courant :

• Courant nominal (In) : c’est le courant assigné d’un appareil (récepteur) ou d’un dispositif (disjoncteur, fusible, contacteur…). On le trouve sur la plaque signalétique ou dans la fiche technique. Il correspond aux conditions « nominales » de fonctionnement.

• Courant d’emploi (Ib) : c’est le courant réellement à considérer pour le dimensionnement d’un circuit, calculé à partir de la puissance demandée (après application des facteurs de demande/simultanéité). Autrement dit, dans l’estimation des charges, on calcule Ib depuis la charge maximale réaliste, pas à partir du “tout marche simultanément”.

En pratique (règle de base de dimensionnement) :

• on calcule Ib (courant d’emploi) à partir de la puissance demandée,

• on choisit le calibre In du disjoncteur juste au-dessus de Ib,

• et on vérifie que la canalisation accepte ce courant (Iz courant admissible du câble).

La condition classique s’écrit :
Ib ≤ In ≤ Iz.

Remarque : pour certains récepteurs (moteurs, ascenseurs, pompes…), le courant peut être très élevé au démarrage. Ce courant de démarrage sert surtout au choix de l’appareillage (type de protection, courbes de déclenchement, contacteurs), mais pour le bilan de puissance global, on retient généralement le courant en régime normal (Ib).

3. Rôle de la surface et du type de bâtiment

Dans les immeubles de logements, on utilise souvent des puissances spécifiques en W/m², notamment pour :

• l’éclairage,
• parfois les prises de courant pour une première approche.

Exemples d’ordres de grandeur (à adapter selon le projet) :

• Éclairage d’habitation : environ 8 à 12 W/m²,
• Bureaux : typiquement 12 à 18 W/m²,
• Commerces : 15 à 25 W/m² ou plus selon le niveau d’éclairement souhaité.

Pour l’éclairage, la formule de base est :

P_eclairage = S_surface × p_specifique
  

où :

• P_eclairage : puissance totale d’éclairage (W ou kW),
• S_surface : surface (m²),
• p_specifique : puissance spécifique (W/m²).

Dans les projets de logements en Algérie (LPL, LPA, AADL, promotions), la surface des appartements (T2, T3, T4…) est connue dès les plans architecturaux et sert de point de départ pour cette estimation.

4. Démarche pratique pour un immeuble d’habitation typique

Prenons un cas très courant : un immeuble collectif R+5 (rez-de-chaussée + 5 étages), avec 2 appartements par étage, soit 10 logements au total, de type LPA / AADL.

4.1 Étape 1 : définir l’appartement type

À partir des plans d’un logement standard, on estime les puissances suivantes :

• Éclairage : environ 2 kW pour l’ensemble de l’appartement,
• Prises de courant : 3 à 4 kW (prises générales, cuisine…),
• Climatisation : 2 à 4 kW selon le nombre de splits,
• Chauffe-eau électrique : 2 à 3 kW.

Par exemple :

P_eclairage = 2 kW
P_prises = 4 kW
P_clim = 3 kW
P_chauffe_eau = 3 kW

P_installee_apt = 2 + 4 + 3 + 3 = 12 kW
  

Comme recommandé dans les guides d’installation, on applique un facteur de demande global pour le logement (par exemple 0,7 pour un immeuble d’habitation classique) :

P_demandee_apt = 12 × 0,7 = 8,4 kW
  

Cette valeur représente une puissance maximale réaliste pour un appartement type. Les valeurs numériques proposées ici sont indicatives : elles doivent être adaptées au niveau de confort visé, au standing du projet et aux exigences du cahier des charges.

4.2 Étape 2 : regroupement au niveau de l’étage

Sur un étage avec 2 appartements identiques :

P_demandée_etage = 2 × 8,4 = 16,8 kW
  

On ajoute l’éclairage des parties communes de l’étage (couloir, cage d’escalier…), de l’ordre de 0,5 à 1 kW, en appliquant un facteur de demande élevé (par exemple 0,9), car ces éclairages sont souvent allumés simultanément.

4.3 Étape 3 : regroupement au niveau de l’immeuble

Immeuble R+5 avec 2 appartements par étage (10 logements) :

P_demandee_logements = 10 × 8,4 = 84 kW
  

On applique ensuite un facteur de simultanéité entre logements (par exemple 0,6 pour un immeuble d’habitation classique) :

P_max_logements = 84 × 0,6 = 50,4 kW
  

On obtient ainsi une puissance maximale réaliste pour l’ensemble des logements de l’immeuble.

4.4 Étape 4 : ajout des charges communes

Dans les projets algériens, les charges communes typiques sont :

• Éclairage des circulations, escaliers et abords,
• Ascenseur, de plus en plus courant dans les immeubles neufs,
• Pompe de surpression ou de relevage si nécessaire,
• éventuellement ventilation de parking, portail motorisé, etc.

Exemples d’ordres de grandeur (à adapter selon le projet) :

• Ascenseur : 10 à 20 kW,
• Pompe : 3 à 7 kW,
• Éclairage commun global : quelques kW.

À chaque charge commune, on associe un facteur de demande adapté (par exemple facteur proche de 1 pour un ascenseur unique, inférieur à 1 pour une pompe, proche de 0,9 pour l’éclairage commun). La somme de ces puissances demandées est ajoutée aux 50,4 kW des logements pour obtenir la puissance maximale totale de l’immeuble.

C’est cette puissance qui sert de base au dimensionnement BT et à la détermination de l’abonnement ou de la puissance du poste de transformation.

4.5 Étape 5 : passage en kVA et dimensionnement de l’arrivée principale

En supposant un facteur de puissance global cos (phi) ≈ 0,9 :

• on convertit la puissance active maximale P_max en kVA : S = P / cos(phi),
• on calcule le courant correspondant en triphasé 400 V : I = P / ( 1,732 × U × cos(phi) ),
• on choisit le calibre du disjoncteur général,
• on dimensionne la section du câble principal,
• on vérifie la chute de tension, surtout si la distance entre le point de livraison et le TGBT est importante.

Les guides pratiques des fabricants (Schneider Electric, Legrand, etc.) proposent des exemples chiffrés facilitant ces étapes et s’appuyant sur la philosophie des normes (IEC 60364, NF C 15-100).

5. Estimation des charges vs. bilan de puissance en bureau d’étude

Dans la pratique des bureaux d’étude algériens, on ne parle pas toujours d’« estimation des charges » comme d’une étape théorique à part. Très souvent, l’ingénieur commence directement par remplir un fichier Excel intitulé bilan de puissance des charges.

En réalité, le bilan de puissance n’est rien d’autre que :

L’estimation des charges électriques, mais présentée de manière structurée et exploitable.

Concrètement :

• l’estimation des charges est la logique de calcul (choix des puissances unitaires, des facteurs de demande et de simultanéité, des regroupements par étage…),
• le bilan de puissance est la traduction de cette logique sous forme de lignes (charges, circuits, tableaux) et de totaux.

Un bon bilan de puissance doit permettre de remonter, pour chaque chiffre, jusqu’aux hypothèses techniques adoptées :

• typologie des logements (T2, T3, T4…),
• niveau d’équipement (nombre de climatiseurs, chauffe-eau, électroménager),
• type de bâtiment (logement social, haut standing, résidence étudiante, etc.),
• recommandations normatives ou internes au bureau d’étude.

6. Particularités locales et bonnes pratiques

6.1 Standardisation des logements

Les programmes LPL, LPA, LPP, AADL reposent souvent sur des plans et des niveaux d’équipement relativement standardisés. Il est utile pour le bureau d’étude de se constituer une base de données interne de logements types (T2, T3, T4) avec leurs puissances moyennes et leurs facteurs de demande associés.

6.2 Évolution du niveau d’équipement réel

Dans la pratique, de nombreux occupants rajoutent des équipements : climatiseurs supplémentaires, chauffes-eau instantanés, appareils de cuisine puissants…
L’estimation des charges doit donc garder une marge de sécurité raisonnable et ne pas être trop optimiste.

6.3 Coordination avec Sonelgaz

Avant d’adresser une demande de raccordement ou de création de poste à Sonelgaz (SADEG), le maître d’ouvrage et le bureau d’étude préparent généralement un dossier technique. Dans la pratique, ce dossier s’appuie presque toujours sur un bilan de puissance détaillé, qui permet de justifier la puissance sollicitée, de dimensionner le poste HTA/BT ou le point de livraison BT, et de faciliter le dialogue technique avec le distributeur. Le contenu exact du dossier dépend des procédures internes du distributeur et du type de contrat (BT, HTA, poste public ou poste client).

6.4 Immeubles plus hauts et ensembles complexes

Dans les grands ensembles et les immeubles plus élevés (R+10, R+15 et plus), la même logique s’applique, mais :

• les charges de climatisation, de ventilation et de pompage deviennent plus importantes,
• les questions de sécurité incendie et de secours (groupes électrogènes, alimentations de sécurité) prennent plus de place,
• la distribution se fait en plusieurs niveaux (TGBT, tableaux d’étages, colonnes montantes multiples).

7. Conclusion

Dans un projet d’habitation en Algérie, parler d’estimation des charges électriques ou de bilan de puissance revient, au fond, à traiter le même problème :

• identifier les charges,
• estimer leurs puissances unitaires,
• appliquer des facteurs de demande et de simultanéité réalistes,
• regrouper les charges par logement, par étage, puis par immeuble,
• convertir le résultat en kVA et en ampères pour dimensionner transformateurs, câbles, protections et tableaux.

Les valeurs numériques présentées dans cet article sont des ordres de grandeur inspirés des normes et guides de conception. Elles doivent toujours être adaptées :

• aux normes ou règles internes choisies par le bureau d’étude,
• au cahier des charges du maître d’ouvrage,
• au niveau de confort et au standing du projet,
• au retour d’expérience sur des bâtiments similaires.

L’essentiel est de garder une démarche claire, justifiable, et d’adosser le calcul à des références reconnues (IEC 60364, NF C 15-100, guides fabricants, documents techniques locaux), afin de concevoir des installations à la fois sûres, fiables et économiquement optimisées.

Note importante

Les valeurs numériques, facteurs de demande et coefficients de simultanéité présentés dans cet article sont donnés à titre indicatif. Ils doivent être vérifiés et adaptés en fonction :

• des normes et règles en vigueur,
• du cahier des charges du projet,
• et du retour d’expérience du bureau d’étude.

Références indicatives

Références indicatives :

[1] IEC 60364-1, Low-voltage electrical installations – Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics and definitions, Commission Electrotechnique Internationale (CEI).
[2] NF C 15-100, Installations électriques à basse tension, AFNOR. Cette norme définit les règles de conception, de réalisation et de vérification des installations BT (habitations, locaux professionnels, etc.).
[3] Schneider Electric, Guide de l’installation électrique (Electrical Installation Guide), disponible en ligne sur le site « Electrical-Installation.org » et en PDF sur le site de Schneider Electric. Ce guide présente de nombreux exemples de calcul de puissances, de bilans de charges et de dimensionnement des installations BT.
[4] AFNOR Éditions, Guides d’application de la norme NF C 15-100 pour les installations électriques des bâtiments d’habitation, documents d’accompagnement de la norme pour les logements (exemples de circuits, puissances de référence, etc.).
[5] Décret exécutif n° 02-194 du 28 mai 2002, portant cahier des charges relatif aux conditions de fourniture de l’électricité et du gaz par canalisations en Algérie (Journal Officiel de la République Algérienne), qui encadre les conditions générales de raccordement et d’alimentation.
[6] Cours et polycopiés d’« installation électrique domestique » et de « réseaux électriques BT », utilisés dans les départements de génie électrique des universités algériennes (par exemple USTHB), comme support pédagogique pour le calcul du bilan de puissance dans les immeubles d’habitation.