Dimensionner votre groupe électrogène : solutions portables, de secours et permanentes pour maison et entreprise

Comment calculer la taille idéale d'un groupe électrogène pour applications domestiques et commerciales ?

Un groupe électrogène est une solution adaptée pour fournir l'énergie électrique où et quand vous en avez besoin : panne de courant, coupure d'urgence, blackout, chantiers, camping, véhicules de loisirs (VR), etc.

Il peut être raccordé au tableau principal via un commutateur de transfert automatique (ATS). Cela nécessite un permis de construire et l'intervention d'un électricien qualifié et agréé. Plusieurs types de groupes existent pour petites, moyennes et grandes puissances : portable, secours, permanence (maison ou commerce), selon les besoins en charge et l'application.

Dans cet article, nous montrons comment déterminer la taille appropriée pour applications domestiques selon différents scénarios : circuits sélectionnés ou totalité, types de charges, etc.

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Quelle taille de groupe portable pour la maison ?

Généralement, un groupe portable alimente des charges sélectionnées. Que ce soit pour quelques circuits ou toute la maison, il faut additionner la puissance de tous les appareils pour obtenir la puissance estimée en kW.

Gardez à l'esprit : la plupart des appareils domestiques (éclairage) sont des charges résistives, on additionne leur valeur exacte. Pour les charges inductives fortes (compresseurs, fours, climatiseurs), le courant et la puissance de démarrage sont bien supérieurs aux valeurs nominales. Nous le verrons dans l'exemple résolu.

Les alternateurs et groupes sont notés en kVA (kilovoltampères), mais nous exprimerons la puissance en kW (kilowatts) car côté charge, les appareils sont notés en watts.

Pour connaître la puissance d'un appareil, lisez la plaque signalétique. Sinon, multipliez tension par intensité. Exemple : ventilateur 120 V, 0,8 A = 96 W (120 × 0,8).

Formule :

P = V × I

Où : P = Puissance en Watts, V = Tension en Volts, I = Courant en Ampères.

En bref : Watts = Volts × Ampères

VA ou W est l'unité de base. Pour les grandes valeurs, on utilise k (kilo) : 1000 W = 1 kW. Convertissez facilement Watts ↔ Ampères avec nos calculateurs.

Dimensionnement d'un groupe portable

Exemple résolu :

Exemple :

Quelle taille de groupe portable pour ces appareils ?

Petites charges

• 4 ventilateurs 80 W = 320 W
• 4 LED 25 W = 100 W
• 2 TV LCD 120 W = 240 W
• 1 Portable 110 W = 110 W
• 2 Chargeurs téléphone 25 W = 50 W
• Lave-vaisselle : 120 V × 8 A = 1200 VA = 0,96 kW
• Broyeur évier : 120 V × 6 A = 960 VA = 0,72 kW
• Autres petits appareils = 1,5 kW

Total petites charges = 320 + 100 + 240 + 110 + 50 + 960 + 720 + 1500 = 4 kW

Grosses charges

• Climatiseur : 240 V × 15 A = 3,6 kW
• Four électrique : 240 V × 25 A = 6 kW
• Radiateur électrique : 240 V × 30 A = 7,2 kW
• Sèche-linge : 240 V × 10 A = 2,4 kW
• Compresseur 1 CV (746 W) type L = 120 V × 5 A × 6* = 3,6 kW
• Scie circulaire (moteur universel type G) = 120 V × 5 A × 3* = 1,8 kW

Les facteurs ×6 et ×3 tiennent compte des forts courants de démarrage de ces moteurs (type L et G) qui démarrent avec un pic puis se stabilisent.

Appliquons le facteur de demande : tous les appareils ne tournent pas simultanément. Exemple : radiateur et climatiseur ne fonctionnent pas ensemble. On prend le plus gros (radiateur 7,2 kW > clim 6 kW). Facteur de demande admissible pour radiateur 7,2 kW = 5,76 kW (Tableau NEC 220.55). Four exclu (fonctionnement court).

Facteur de demande grosses charges

• Four électrique = 3,6 kW
• Radiateur = 5,76 kW (après facteur de demande sur 7,2 kW)
• Sèche-linge = 2,4 kW
• Compresseur 1 CV type L = 3,6 kW
• Scie circulaire type G = 1,8 kW

Total grosses charges après facteur de demande = 3,6 + 5,76 + 2,4 + 3,6 + 1,8 = 17,16 kW

Pour les petites charges, on n'utilise pas tout simultanément. Selon NEC Tableau 220.42, les premiers 3 kVA/kW à 100 %, le reste à 35 %.

Facteur de demande petites charges

Total petites charges = 4 kW

• Premiers 3 kW à 100 % = 3 kW
• Restant 1 kW (4 – 3) à 35 % = 350 W

Total petites charges après facteur = 3 kW + 350 W = 3,35 kW

Charge totale (petites + grosses) = 17,16 + 3,35 = 20,51 kW

Marge d'extension future (20 %)

Ajoutez 20 à 25 % pour extension future. Cela permet d'ajouter des charges plus tard, gère les pics de tension/transitoires, réduit le bruit et prolonge la durée de vie (un groupe à 100 % en continu s'use plus vite).

• Ajoutez 20 % de la puissance calculée.
• Permet ajout de charge future sans perte d'efficacité.
• Gère pics de tension et démarrages brusques.
• Réduit le bruit.
• Prolonge la durée de vie.

20 % de 20,51 kW = 4,1 kW

Taille requise = 20,51 + 4,1 = 24,61 kW

Taille standard disponible : 25 kW

Dimensionnement d'un groupe commercial pour secours et permanence

Le groupe portable (groupe d'urgence) fournit de l'énergie en cas de blackout. Les groupes de secours et permanence sont permanents au tableau via ATS et électronique automatique, restaurant l'alimentation en secondes lors de coupure.

Groupes commerciaux : grandes applications, fonctionnement 24h/24 (hôtels, restaurants, stations-service, banques, hôpitaux, usines, etc.).

Le dimensionnement commercial nécessite une conception et installation conformes au NEC (articles 700, 701, 702, 708). Selon l'usage, plusieurs méthodes existent.

Mesure de la capacité kW à pleine charge

Méthode simple par calcul. Mesurez le courant à pleine charge (ampèremètre pince) sur chaque phase (conducteurs arrivant au tableau) en période de pointe. Additionnez les trois valeurs pour le courant total.

Si triphasé : divisez le total par 3. Si monophasé : divisez par 2. Multipliez le courant résultant par la tension d'alimentation (120 V, 230 V, 240 V...). Divisez par 1000 pour obtenir kW. Ajoutez 20 % pour marge future. C'est la taille estimée.

Estimez la capacité en mesurant le courant à pleine charge en pointe au tableau. Pince ampèremétrique sur chaque phase, additionnez. Cela donne l'ampérage total de l'installation.

Exemple :

Tableau monophasé 240 V

• Phase 1 = 175 A
• Phase 2 = 165 A

Solution :

175 + 165 = 340 A

340 ÷ 2 = 170 A (moyenne)

170 A × 240 V = 40 800 W

40 800 ÷ 1000 = 40,8 kW

+ 20 % = 8,16 kW

Total = 40,8 + 8,16 = 48,96 kW

Taille standard suivante : 50 kW. Respectez NEC 700, 701, 702, 708.

Capacité à pleine charge depuis la facture d'électricité

Méthode la plus simple pour entreprises 24h/24. Analysez la facture du fournisseur d'énergie. Trouvez la demande de pointe maximale en kW sur base mensuelle/annuelle. Prenez la plus haute valeur et ajoutez 20 % pour marge future. C'est la puissance estimée du groupe requis.

Capacité kW à pleine charge du plus gros moteur

Sélectionnez le plus gros moteur qui démarre/arrête fréquemment. Multipliez son ampérage par sa tension nominale pour sa puissance. Faites de même pour les petits moteurs et charges non-moteurs. Additionnez tout. Ajoutez 20 % marge future. Divisez par 1000 pour kW. C'est le dimensionnement par capacité du gros moteur.

Mesure par surface (pieds carrés)

Méthode courante pour le commerce de détail.

On ajoute 10 W/pied² pour le commerce, 5 W/pied² pour autres applications générales/commerciales.

• Commerce de détail = 75 kW + 10 W/pi²
• Autres applications = 75 kW + 5 W/pi²