Guide de l'enseignant

Utiliser NRJXpert pour former des techniciens et des ingénieurs : organisation, progressions, séances, évaluations.
Tutoriel Version 2.0.0 Novembre 2026 FR / EN Cliquer pour la version anglaise
Guide de l'enseignant
NRJXpert 2.0.0 · Novembre 2026

📘1. Mise en place de la salle

  • Client : Java 17 ou plus récent et JavaFX 21 (mvn clean javafx:run, ou une version empaquetée).
  • Serveur de calcul : hébergé à distance (VPS) ; rien à installer sur les postes. Saisir sur chaque poste (ou distribuer aux étudiants) la clé d'accès de l'établissement : Simulation › Paramètres du calcul et du serveur, « Connexion chiffrée » cochée. Une clé par établissement, valable pour l'année universitaire ; signaler au fournisseur toute clé diffusée hors de l'établissement (elle sera révoquée et remplacée). Vérifier avant la séance que la salle a accès à Internet et que le pare-feu de l'établissement laisse passer le port du serveur (Tester la connexion depuis un poste : il doit afficher « clé valide »). Une classe entière qui calcule en même temps ne pose pas de problème : chaque calcul pèse quelques kilo-octets et dure moins d'une seconde (quelques secondes pour les études DER du niveau 5).
  • Connexion instable : placer les séances de réseau (niveaux 1, 2 et 5) aux heures où la connexion est fiable ; les séances photovoltaïque, éolien et économie (niveaux 3 et 4) se font hors ligne. Les résultats de référence du tutoriel permettent de corriger même sans serveur.
  • Exemples : à la première ouverture du tutoriel, ils sont copiés dans ~/.nrjxpert/aide/tutoriel/exemples/ ; un étudiant qui les modifie garde sa version.
  • Données météo : leur téléchargement demande aussi Internet ; préparer les fichiers CSV à l'avance pour une séance hors ligne.
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👩‍🏫2. Progressions

FormationVolumeContenuÉvaluation
BTS / DUT électrotechnique, licence pro énergies renouvelables40 h (12 h cours, 28 h TP) Niveau 1 ; niveau 3 § 3.1 à 3.4 ; niveau 4 § 4.1 à 4.3 ; étude de cas 1 (partie décentralisée)2 TP notés + 1 dossier de dimensionnement
Licence génie électrique (L3)60 hNiveaux 1 et 2 ; niveau 3 complet ; niveau 4Examen écrit + TP notés
Cycle ingénieur / master (M1)60 hNiveau 2 approfondi (load flow, court-circuit) ; niveaux 3 et 4 ; études de cas 1 à 3Projet en binôme + examen
Master énergies renouvelables / réseaux (M2)40 hNiveau 5 ; études de cas 2 et 4 ; projets A à C du niveau 5Projet + soutenance
Spécialisation Smart Grids (M2, mastère spécialisé, ingénieurs de gestionnaires de réseau)30 h + projetNiveau 6 complet : SGAM, FLISR et fiabilité, IVVC/r, VPP, micro-réseaux, VE, CIM et IEC 61850, AMOA ; projet de synthèseRapport de mission AMOA + soutenance
Expert Smart Grids (après la spécialisation)24 à 30 h + missionNiveau 7 : essais IEEE 2030.8, comptage évolué et pertes non techniques, télérelève DLMS/COSEM, effacement OpenADR 2.0b, cybersécurité IEC 62443 ; mission d'expertise § 7.6Procès-verbal d'essais + audit des pertes + analyse de risque, soutenance
Formation continue consultants / chefs de projet Smart Grid3 joursNiveau 6 § 6.1, 6.2, 6.8, 6.9, 6.10 ; TP 6.3 et 6.9 ; fiches de cas d'usage sur un projet réelFiche de cas d'usage + grille d'analyse d'offres
Formation continue (bureaux d'études, installateurs)3 à 5 joursNiveau 3, câblage, niveau 4, étude de cas adaptée au métierÉtude de cas réelle
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👩‍🏫3. Séances de travaux pratiques

SéanceDuréeContenu (renvois au tutoriel)Livrable
1. Prise en main2 hTP 1 (charge et ligne RL), exemples 1.1 et 1.2 dessinésTableau calcul à la main / logiciel
2. Méthodes de calcul des réseaux3 hTP « Les deux méthodes vérifiées par NRJXpert » (§ 1.2), exemples 1.4 et 1.5, exercice 6 du niveau 1Comparaison mailles / nœuds, bilan de puissances
3. Triphasé, compensation et déséquilibre4 hTP 2 et TP « Déséquilibre et rupture du neutre » (§ 1.6), exemples 1.8 et 1.12, exercices 7, 9 et 10 du niveau 1Compte rendu, mesure par deux wattmètres
4. Transformateur et chute de tension3 hExemples 2.1 et 2.2 ; transformateur triphasé de la paletteCompte rendu
5. Load flow4 hExemple 2.3 à la main, TP 3, exercice 3 du niveau 2Comparaison des 3 méthodes, plan de tension
6. Court-circuit4 hExemple 2.4, TP 4, exercice 1 du niveau 2, étude de cas 3Choix des protections
7. Répartition économique de la production2 h§ 2.9, exemple 2.8, exercices 6 et 7 du niveau 2, calculatrice « Répartition économique »Coûts marginaux, limites, pertes ; comparaison avec l'OPF du niveau 5
8. Gisement solaire et météo2 hTP 5, exemple 3.1Fiche site
9. Système PV autonome4 hExemple 3.3, TP 6, exercice 1 du niveau 3Dossier de dimensionnement
10. Câblage et coûts3 hExemple 3.4, TP 7, exercice 2 du niveau 3Tableau des liaisons, devis
11. Éolien3 hExemples 3.6 et 3.7, TP 8, étude de cas 4Note de production
12. Pompage solaire2 hExemple 3.8, TP 8 bis, exercice 4 du niveau 3, étude de cas 5Note de dimensionnement de la pompe et du champ
13. Économie et viabilité4 hExemples 4.1 à 4.4, TP 9, étude de cas 2VAN, TRI, LCOE, sensibilité

Pour le niveau 5, prévoir 3 séances de 4 h (TP 10 et projets A à C).

Pour le niveau 6, prévoir 5 séances de 4 h : (1) SGAM et protocoles (outils 6.1 et 6.8, TP 6.1) ; (2) FLISR et fiabilité (exemple 6.3, TP 6.3, calculatrice de fiabilité) ; (3) IVVC/r et CVR (exemple 6.4) ; (4) VPP, VE et micro-réseaux (exemples 6.5 et 6.6, TP 6.7) ; (5) AMOA : fiche IEC 62559, CCTP, TCO, plan de recette (TP 6.9). Les outils interactifs (cartographie SGAM, fiche de cas d'usage, auto-évaluation) gardent les saisies dans le navigateur de l'étudiant : faire exporter le travail (Markdown ou texte) pour le rendre.

Barème du projet de synthèse du niveau 6 (sur 20)

CritèrePoints
Diagnostic et modèle NRJXpert du départ (load flow, capacité d'accueil)3
Fiches de cas d'usage IEC 62559 et cartographie SGAM4
Études : fiabilité (2, 4, 6 organes), IVVC, VPP, îlotage — interprétation des résultats5
Spécification : interopérabilité (CIM, IEC 61850, liste des points), cybersécurité3
Analyse des offres (TCO, grille) et plan de recette FAT/SAT3
Qualité du rapport et de la soutenance2
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👩‍🏫4. Évaluation et barèmes

Compte rendu de TP (sur 20)

CritèrePoints
Données et hypothèses clairement énoncées (unités, sources)3
Calcul à la main d'au moins un résultat, détaillé5
Résultats du logiciel correctement relevés (captures, tableaux)4
Comparaison et explication des écarts4
Interprétation physique, réponse aux questions « que se passe-t-il si… »3
Présentation1

Dossier de dimensionnement (sur 20)

CritèrePoints
Bilan des besoins réaliste et justifié3
Dimensionnement du générateur, du stockage et de l'électronique (méthode et arrondis)5
Câblage : sections, protections, chutes de tension, coûts4
Étude économique (coût actualisé, LCOE, comparaison de variantes)4
Sensibilité et recommandation argumentée3
Note de calcul conforme au modèle (études de cas)1

Les QCM de fin de niveau (8 à 10 questions) se prêtent à une évaluation formative : l'étudiant les fait seul, le score s'affiche ; on peut les reprendre en évaluation sommative sur papier.

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📐5. Sujets d'examen (2 h, documents autorisés : formulaire des annexes)

Sujet A — Électrification d'un poste de santé (technicien)

  1. Établir le bilan énergétique d'un poste de santé (liste de récepteurs fournie).
  2. Dimensionner champ, batterie, régulateur et onduleur en 24 V pour un mois défavorable de 4,8 kWh/m²/j.
  3. Choisir la section du câble champ → régulateur (12 m, ΔU ≤ 3 %) et sa protection.
  4. Calculer l'annuité et le coût du kWh sur 15 ans à 8 %.

Corrigé : suivre l'exemple 3.3 et l'exemple 3.4 ; barème 5 + 7 + 4 + 4.

Sujet B — Réseau de distribution (ingénieur)

  1. Réseau à 3 nœuds (données du TP 3) : écrire Ybus en pu (base 10 MVA, 30 kV) ; faire une itération de Gauss-Seidel.
  2. Commenter les résultats de NRJXpert fournis (Newton-Raphson) : pertes, réactif du nœud PV.
  3. Court-circuit triphasé et monophasé au nœud 3 (données fournies), choix du pouvoir de coupure.
  4. Une centrale PV de 2 MW est ajoutée au nœud 3 : effets attendus sur la tension et les pertes ; loi de commande à proposer.

Corrigé : exemples 2.3, 2.4 ; TP 3 ; § 5.2. Barème 6 + 4 + 6 + 4.

Sujet C — Projet hybride (master)

Comparer pour un site de 100 kW de pointe : groupe seul, PV + batteries, hybride optimisé (résultats du niveau 5 fournis). Discuter le taux d'actualisation, le prix du gasoil et la part renouvelable ; conclure par une recommandation chiffrée.

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🗂️6. Projets de fin d'études

  • Plan d'électrification d'une commune : centralisé, décentralisé, extension de réseau (études de cas 1 et 2, niveau 5).
  • Capacité d'accueil PV d'un départ HTA réel (données de l'exploitant) et règles de raccordement.
  • Stabilité d'un micro-réseau insulaire (îles du Saloum) avec batteries formant le réseau.
  • Mise à jour de la base d'équipements avec des prix de marché et étude de sensibilité du LCOE.
  • Comparaison mesures / simulation sur une installation PV existante de l'école.
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📘7. Conseils pédagogiques

  • Exiger le calcul à la main avant l'utilisation du logiciel ; noter l'explication des écarts plus que la valeur obtenue.
  • Faire varier une donnée à la fois et demander une prévision qualitative avant de relancer le calcul.
  • Utiliser des données locales (météo du site, prix de fournisseurs, profils de consommation mesurés) : la motivation et la qualité des discussions s'en trouvent nettement améliorées.
  • Rappeler les limites des modèles : rapport des transformateurs non représenté par le serveur, prix indicatifs, journées types.
  • Les erreurs de saisie d'unités (mH/H, kV/V, kW/W) sont la première cause de résultats aberrants : faire vérifier les ordres de grandeur.
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👤Auteur

LT
Prof. Lamine THIAW
Département de Génie Électrique
École Supérieure Polytechnique
Université Cheikh Anta Diop, Dakar
lamine.thiaw@ucad.edu.sn
lamine.thiaw@esp.sn

Novembre 2026