Réseau À COURANT ALTERNATIF monophasé 3 kV

C’est en 1889 que la Ville de Paris décide de distribuer l’électricité aux parisiens. Elle  accorde des « permissions » à six sociétés différentes pour une durée de 18 ans. Chaque société se voit attribuer un secteur du territoire de la Ville dans lequel elle doit créer et exploiter des réseaux de distribution d’électricité, selon la technologie de leur choix.

Les 2 compagnies des secteurs des Champs-Élysées et de la Rive gauche optent pour une distribution à courant alternatif monophasé à 3 000 volts. Des feeders en 3 000 volts sortent de l’usine de chaque secteur, située à l’extérieur de Paris, et alimentent un réseau sur lequel chaque immeuble est raccordé. La transformation de 3 000/110 volts se fait grâce à un petit transformateur situé dans un local réservé dans le bâtiment (cabine). Ces transformateurs de 1 à 25 kVA  à refroidissement dans l’air sont protégés par des fusibles (voir photo).

En 1907, la Ville de Paris signe une nouvelle convention avec une société unique la Compagnie Parisienne de Distribution d’Électricité (C.P.D.E)  et fixe les principes de la distribution sur tout le territoire : 2 usines de production à l’extérieur de Paris (Saint-Ouen et Issy-les-Moulineaux) qui fournissent du courant à 12 000 volts à 4 zones de distribution (2 zones à courant continu au centre, 2 zones à courant alternatif en périphérie).

Pour la zone à courant monophasé 3 000 volts, il est nécessaire d’abaisser la tension de 12 000 volts à 3 000 volts, dans des sous-stations (cf. infoMEGE n°1). Quatre sous-stations sont construites entre 1907 et 1914 : Muette, Ternes, Sèvres I et Gobelins. Elles sont équipées de transformateurs 12 000/3 000 volts à refroidissement dans l’air avec ventilateur pour des puissances de 600, 1 200 ou 1 500 kVA.

Dans les années 1920-1935, l’accroissement de la demande d’électricité oblige à développer les réseaux. Quatre sous-stations supplémentaires sont mises en service : Plaisance en 1922, Laos en 1926, Verlaine en 1929 et enfin Longchamp en 1935. D’autres sont modernisées avec une puissance augmentée (Muette en 1930 et Sèvres en 1935) et enfin deux nouvelles sources sont construites : Nation en 1929 et Tolbiac en 1930, ce ne sont plus des usines mais des postes de transformation 63 000/12 000 volts alimentés par le réseau de transport.

Dans chaque secteur, le type de distribution était différent :
    • Compagnie CONTINENTALE ÉDISON : courant continu à 2 x 110 volts, distribué par feeders 3 fils
    • Société d’ÉCLAIRAGE ET DE FORCE PAR L’ÉLECTRICITÉ A PARIS : courant continu 1 x 110 volts 2 fils.
    • Compagnie VICTOR POPP (ultérieurement Compagnie PARISIENNE DE L’AIR COMPRIMÉ) : courant continu 4 x 110 volts par réseau 5 fils.
    • Société d’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DU SECTEUR DE LA PLACE CLICHY : courant continu 4 x 110 volts par réseau 5 fils.
    • Société CHARLES MILDÉ FILS ET Cie (ultérieurement Compagnie d’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DU SECTEUR DES CHAMPS-ÉLYSÉES) : courant alternatif à haute tension (3000 volts), abaissée à 110 volts par un transformateur dans chaque immeuble.
    • Compagnie ÉLECTRIQUE DU SECTEUR DE LA RIVE GAUCHE : mêmes caractéristiques que le secteur des CHAMPS-ÉLYSÉES. 

La distribution du courant monophasé 3 000 volts se fait donc à partir des 7 sous-stations (Gobelins sera abandonnée au profit de la nouvelle sous-station Plaisance) d’où sortent entre 30 et 70 feeders qui sont des câbles à 2 conducteurs concentriques de 200 mm² en cuivre. Chaque feeder alimente un quartier, il se divise au niveau des angles de rues dans des boîtes de coupure manœuvrables depuis le trottoir. Des boîtes en limite de zone permettent de ré-alimenter la zone en cas de défaillance du feeder. Chaque immeuble est raccordé par un branchement sur le réseau 3 000 volts et alimente une cabine qui transforme le courant en 2 x 115 volts 3 fils.

En 1963, il y avait 28 000 cabines d’immeubles alimentées par 1 450 km de câbles.

Dans les années 1960, l’ensemble des réseaux parisiens montre ses limites (besoin de courant triphasé, nombreux défauts sur les câbles 3 000 volts, besoin de sources supplémentaires). Il est donc décidé de substituer aux anciens réseaux un nouveau réseau triphasé 20 000 volts. La priorité sera donné au remplacement du réseau monophasé 3 000 volts, le plus ancien des réseaux parisiens. Au fur et à mesure de la construction de ce nouveau réseau, sont installés des postes de transformation 20 000/230-400 volts sous les trottoirs ou dans les immeubles neufs et un réseau 400-230 volts est créé afin de desservir les abonnés.

La transposition des réseaux commence en 1963, peu à peu les sous-stations 3 000 volts sont abandonnées. L’opération se termine le 13 mars 1993 avec la fermeture de la sous-station Verlaine, soit plus de 100 ans après la création du réseau monophasé 3 000 volts.

LE RÉSEAU RADIAL 3 kV

Les sous-stations, alimentées en courant diphasé alternatif 12 kV, transforment cette tension en monophasé 3 kV.

Des câbles (feeders-350 A max.) souterrains transportent cette énergie jusqu’à des boîtes de réseau sous trottoir qui la répartissent selon une zone d’action, par un jeu de fiches et des câbles de réseau, pour la distribuer dans chaque immeuble.

Chaque immeuble raccordé à ce réseau 3 kV comporte un poste de transformation (cabine d’immeuble) 3000/115 V et 2 x 115 V, pour alimenter les clients.

En général ces cabines d’immeubles sont situées en sous-sol, leur puissance va de 1 kVA à 250 kVA (cabine double), les transformateurs sont de type sec.

Ce réseau a comporté jusqu’à 28 000 cabines et a été remplacé progressivement à partir de 1965 (230/400 V) par le réseau triphasé basse-tension.

Malgré la contrainte d’une transformation par immeuble, ce type de réseau, qui a subsisté jusqu’en 1993 (extinction de la sous-station VERLAINE), avait une bonne souplesse d’exploitation puisque, par modification de la position des fiches des boîtes de réseau, on pouvait modifier la zone d’action d’un feeder pour équilibrer la charge et mettre hors tension un dipôle pour travaux ou élimination d’un défaut.

Schéma Postes sources, sous-stations, réseau 3 kV

LA DISTRIBUTION 3 kV

A partir des sous-stations, la distribution se fait à l’aide de câbles à deux conducteurs concentriques. Plusieurs versions ont été utilisées en fonction des évolutions technologiques :

    • Avant 1914 l’épaisseur des isolants était de 7 à 8 mm sur le conducteur axial et de 5 mm sur le périphérique, le câble utilisé par le »Secteur des Rive Gauche » comportait une gaine de plomb entre âme et concentrique, à la différence de celui du Secteur des Champs-Élysées.
    • En 1914 seul le câble avec gaine plomb fut utilisé, mais avec des isolants réduits à 4 mm et 2,5 mm
    • Après 1928 la gaine plomb intermédiaire fut supprimée.

Les sous-stations, alimentées en courant diphasé alternatif 12 kV, transforment cette tension en monophasé 3 kV.

Photo d’un feeder 3 kV 200 mm2 – Vue en coupe