Téléphones mobiles, smartphones, lecteurs MP3, appareils photos numériques et de nombreux autres appareils portables font partie intégrante de notre vie quotidienne. Leur point commun est qu'ils sont tous alimentés par l'énergie provenant de batteries ou d'accumulateurs – donc par du courant continu. Mais de nombreux autres appareils - machines de cuisine, ordinateurs, TV et radios – ont aussi besoin de courant continu, car pratiquement tous les appareils possèdent de nos jours des composants électroniques. Pour alimenter ces appareils en énergie, le courant alternatif du réseau électrique doit être converti en courant continu. Dans chaque appareil, on a donc une conversion du courant alternatif en courant continu. Passons à présent à l'aspect production d'énergie. Dans la production d'électricité, la part des nouvelles sources d'énergie renouvelables augmente en permanence: p.ex. énergie solaire ou énergie éolienne. Dans les petites installations, comme par exemple les panneaux photovoltaïques sur le toit d'une maison ou des petites éoliennes, le courant produit est souvent du courant continu. On peut donc se demander à juste titre si une distribution de l'énergie avec courant continu (distribution DC) présente des avantages par rapport à la distribution courante actuellement avec du courant alternatif (distribution AC).
Il existe déjà des installations pilotes dans lesquelles une distribution DC a été mise en œuvre. L'une de ces installations est le centre de calcul de Green.CH au sein de la société Lupfig AG. Dans cette application, l'un des plus grands avantages du passage à la distribution DC est la réduction des conversions AC-DC et la plus grande fiabilité qui en résulte. Un autre effet constaté est l'augmentation de l'efficacité énergétique: Le centre de calcul a besoin d'env. 20 % d'énergie en moins que les centres traditionnels.
Dans la présente étude, on a examiné si le passage au courant continu pour la distribution de l'énergie dans les immeubles d'habitations et de bureaux permettait d'augmenter l'efficacité énergétique de la même manière. A la différence du centre de calcul, des appareils très divers sont utilisés dans les immeubles d'habitations et de bureaux. Le potentiel d'efficacité énergétique a été déterminé pour les diverses catégories d'appareils. On a analysé par ailleurs dans quelle mesure les appareils existants pouvaient dès aujourd'hui être raccordés au courant continu.
La réalisation d'applications DC dans les immeubles d'habitations et de bureaux nécessite la création d'une infrastructure DC. Dans le domaine des immeubles d'habitations et de bureaux, il s'agit de la structure actuelle du bâtiment avec l'infrastructure et le câblage existants. L'étude a tenu compte de cet état de faits. Des vérifications ont montré qu'à ce jour, il n’y a pas eu de normes et de connexions homogènes développées pour les applications DC. La seule valeur de comparaison susceptible d'être référencée est la limite de 48 Volt, qui n'est pas dangereuse pour l'homme. La valeur de tension maximale est limitée par la résistance d'isolation du conducteur. Nos calculs ont donné une tension maximale de 400VDC, qui correspond à la tension maximale dans le réseau électrique triphasé. L'un des principaux problèmes des applications est le pare-étincelles lors de la séparation des utilisateurs. Le problème est dû à l'absence de passage à zéro de la tension DC. Les disjoncteurs de protection de ligne et les disjoncteurs à courant de défaut sont absolument nécessaires pour garantir la sécurité des personnes. Pour les applications DC, les produits disponibles sont rares et coûteux.
Il est intéressant de constater qu'aujourd'hui déjà la plupart des appareils peuvent fonctionner avec un courant continu sans que des modifications compliquées soient nécessaires. Le redresseur devient ainsi superflu. Il ne contribue plus que de manière négligeable à l'augmentation de l'efficacité énergétique (<1%).
Il s'est avéré que le passage à la distribution DC pouvait favoriser l'utilisation de nouvelles technologies plus efficaces. Ceci est le plus visible dans le cas des appareils terminaux à moteur tels que les réfrigérateurs ou les lave-linge. L'utilisation d'un moteur DC sans balai à la place des moteurs à bague de déphasage très avantageux peut augmenter l'efficacité de l'appareil jusqu'à 50 %. De nouvelles technologies peuvent également être utilisées lorsque l'énergie est injectée sous forme de courant alternatif (p.ex. lampes LED).
Les calculs montrent, à cause des investissements nécessaires dans des installations électriques et des appareils nouveaux et optimisés par DC, que les frais pour l’énergie économisée (3'700 CHF par kWh annuellement économisé) tombent plus haut autour d’ordres de grandeur comme si cette énergie est produite photovoltaïquement (6 CHF par kWh annuellement produit).
L'étude montre globalement qu'aucun gain significatif d'efficacité énergétique, qui est justifié par le passage à la distribution DC - ne peut être réalisé dans les immeubles d’habitations et de bureaux. En outre, une adaptation à la distribution DC exige aussi des investissements comparativement élevés.
