La tension (en volts) est la différence de potentiel entre deux points : c'est la « pression » électrique qui pousse les charges. Le courant (en ampères) est le débit de charges qui circule dans un conducteur. La résistance (en ohms) traduit l'opposition du matériau au passage du courant. Ces trois grandeurs sont liées par la loi d'Ohm, socle de tout raisonnement électrique.

Sur un site industriel, on distingue les domaines de tension : la très basse tension, la basse tension (BT) sur laquelle travaillent la plupart des équipements d'atelier, et la haute tension (HT) qui alimente le poste de livraison. Le domaine de tension conditionne les risques, les distances de sécurité et les habilitations requises pour intervenir.

Le superviseur n'a pas à refaire les calculs de l'ingénierie, mais il doit lire correctement une plaque signalétique ou un schéma unifilaire : reconnaître une valeur de tension nominale, un courant nominal, savoir si l'on est en continu ou en alternatif. C'est ce vocabulaire commun qui permet de dialoguer avec les électriciens et le bureau d'études.

« On ne supervise pas ce qu'on ne sait pas lire. » Savoir décoder une plaque moteur ou un unifilaire est la première compétence du superviseur E&I.

En courant alternatif, toute la puissance appelée ne se transforme pas en travail utile. On distingue trois notions complémentaires que le superviseur doit savoir situer.

La puissance active (en watts) est celle qui produit un travail réel : rotation d'un moteur, chaleur d'une résistance, lumière. La puissance réactive (en voltampères réactifs) n'effectue pas de travail utile mais est nécessaire au fonctionnement des équipements inductifs comme les moteurs et les transformateurs : elle sert à créer les champs magnétiques. La puissance apparente (en voltampères) est la combinaison des deux ; c'est elle que « voit » le réseau et qui dimensionne les câbles, les protections et le transformateur.

Le facteur de puissance exprime le rapport entre puissance active et puissance apparente. Plus il est proche de 1, plus l'installation est « efficace » du point de vue du réseau. Un facteur de puissance dégradé signifie qu'on fait circuler beaucoup de courant pour peu de travail utile : échauffement des câbles, pertes, et parfois pénalités sur la facture d'énergie.

C'est précisément pour améliorer ce facteur que l'on installe des condensateurs de compensation (traités au chapitre suivant). Le superviseur doit comprendre le principe : compenser le réactif consommé par les moteurs pour soulager le réseau et les protections.

La distribution industrielle repose sur le courant alternatif triphasé : trois phases décalées dans le temps, auxquelles s'ajoute généralement un conducteur de neutre. Le triphasé permet de transporter plus de puissance avec un meilleur rendement et d'alimenter directement les moteurs asynchrones, qui exploitent le décalage entre phases pour créer un champ tournant.

Un équipement peut être raccordé entre phases ou entre phase et neutre selon sa nature et sa tension d'emploi. La répartition équilibrée des charges sur les trois phases est un point d'attention : un déséquilibre important surcharge une phase et le neutre, et dégrade la qualité de l'alimentation.

Les harmoniques sont des déformations du signal électrique par rapport à sa forme sinusoïdale idéale. Elles sont générées par les charges dites « non linéaires » : variateurs de vitesse, alimentations à découpage, éclairages électroniques. Ces harmoniques circulent sur le réseau et peuvent provoquer échauffements, surcharge du conducteur de neutre, vieillissement prématuré des équipements et perturbation des signaux d'instrumentation.

Le superviseur n'a pas à mesurer lui-même le taux d'harmoniques, mais il doit savoir que le phénomène existe et alerter le bureau d'études quand une installation concentre beaucoup d'électronique de puissance : c'est un enjeu de qualité de l'énergie et de fiabilité.

L'énergie arrive généralement sur le site en haute tension, via un poste de livraison qui marque la frontière entre le réseau public et l'installation privée. C'est le point de comptage et de protection général de l'établissement.

Le poste de transformation abrite le ou les transformateurs qui abaissent la haute tension en basse tension, utilisable par les équipements d'atelier. C'est un local à accès réglementé, avec ses propres règles de sécurité et de ventilation.

En aval, le TGBT (tableau général basse tension) est le cœur de la distribution : il reçoit l'énergie du transformateur et la répartit vers les différents circuits. Il regroupe l'appareillage de protection et de coupure des grands départs, les jeux de barres (conducteurs qui distribuent l'énergie à l'intérieur du tableau) et parfois les organes de compensation et de mesure.

Depuis le TGBT, l'énergie rejoint les tableaux divisionnaires répartis dans les zones ou les ateliers, puis les départs qui alimentent chaque récepteur : moteur, éclairage, prise, coffret machine. À chaque étage, on trouve des protections dimensionnées pour le circuit qu'elles protègent.

Cette architecture en cascade a une conséquence directe sur la sécurité : pour intervenir sur un départ, il faut savoir d'où il est alimenté et où le consigner. Un schéma unifilaire à jour est l'outil de base du superviseur.

Le régime de neutre (ou schéma de liaison à la terre) décrit comment le neutre du transformateur et les masses des équipements sont reliés à la terre. Ce choix conditionne le comportement de l'installation au premier défaut d'isolement : coupe-t-on immédiatement, ou signale-t-on sans couper ? C'est une notion structurante pour la sécurité des personnes et la continuité de service.

Trois grands régimes existent, désignés par deux lettres. La première décrit la liaison du neutre à la terre, la seconde la liaison des masses.

• En régime TT, le neutre et les masses sont reliés à des prises de terre distinctes. Un défaut d'isolement provoque le déclenchement d'un dispositif différentiel.
• En régime TN, les masses sont reliées au neutre. Un défaut se comporte comme un court-circuit et provoque le déclenchement des protections contre les surintensités (disjoncteur ou fusible). On distingue le TN-C (neutre et conducteur de protection confondus) et le TN-S (neutre et conducteur de protection séparés).
• En régime IT, le neutre est isolé de la terre ou relié par une impédance. Le premier défaut ne provoque pas de coupure : il est signalé par un contrôleur permanent d'isolement (CPI). Ce n'est qu'au second défaut, s'il survient, que les protections agissent.

Le superviseur doit savoir quel régime équipe son site ou sa zone : cela change les réflexes de diagnostic. En IT, un défaut signalé mais non éliminé impose une recherche organisée avant qu'un second défaut ne provoque une coupure. Les valeurs, seuils et règles de mise en œuvre relèvent de la norme d'installation en vigueur et de l'étude : ne rien improviser.

Sur une installation en cascade, plusieurs protections sont traversées par un même défaut. La sélectivité (ou coordination) consiste à faire en sorte que seule la protection immédiatement en amont du défaut déclenche, en laissant le reste de l'installation alimenté. Sans sélectivité, un court-circuit sur un petit départ ferait tomber tout un tableau, voire le TGBT.

La sélectivité s'obtient par la coordination des caractéristiques des protections (calibres, temporisation, courbes de déclenchement). C'est une affaire d'étude : le superviseur en retient le principe et l'enjeu d'exploitation — limiter l'étendue d'une coupure — plus qu'il n'en fait le calcul.

La qualité de l'énergie regroupe l'ensemble des phénomènes qui éloignent la tension de son idéal : creux et coupures, déséquilibres entre phases, harmoniques, facteur de puissance dégradé. Ces perturbations ont des effets concrets : déclenchements intempestifs, échauffements, arrêts de process sensibles, dérives des mesures d'instrumentation.

Deux leviers reviennent souvent : la compensation du réactif par condensateurs pour redresser le facteur de puissance, et le traitement des harmoniques (filtres, choix d'équipements). Là encore, le superviseur observe, documente et alerte ; l'ingénierie dimensionne.