Contexte Général Du Projet Modif2 [PDF]
Nouvelle unité de traitement d’acide phosphorique : Lot électrique, SID et HVAC Stage ingénieur au sien CA2E Maroc Du 2
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Nouvelle unité de traitement d’acide phosphorique : Lot électrique, SID et HVAC
Stage ingénieur au sien CA2E Maroc Du 28/06/2021 au 25/08/2021
Année universitaire : 2021/2022 Préparé par : RAJID Oumaima
Encadré par : EL MACHMOUR Fatima
Sommaire Table des matières Sommaire ........................................................................................................................................................... 1 Remerciements ................................................................................................................................................... 5 Introduction ........................................................................................................................................................ 7 ........................................................................................................................................................................ 8 ........................................................................................................................................................................ 8 Chapitre 1 : Présentation de l’organisme d’accueil ........................................................................................... 8 I.
Aperçu sur IBITEK Group : ...................................................................................................................... 9
II. Aperçu sur CA2E Maroc ........................................................................................................................... 10 1.
Présentation de CA2E Maroc ........................................................................................................... 10
2. Fiche signalétique................................................................................................................................. 11 3. organigramme ...................................................................................................................................... 11 .................................................................................................................................................................. 11 Chapitre 2 : Contexte Général du projet .......................................................................................................... 12 ...................................................................................................................................................................... 12 I.
Alimentation électrique ....................................................................................................................... 13
II.
Etendue des prestations et fournitures : ............................................................................................. 14
Chapitre 3 : Résolution du cahier des charges ................................................................................................. 16 I.
Etude électrique : ................................................................................................................................. 17 1. Transformateur MT/BT........................................................................................................................ 17 2. Tableau basse tension débrochable 660V ........................................................................................... 18 2.Variateur de vitesse (APP) ..................................................................................................................... 20 4. Démarreurs ........................................................................................................................................... 21 5. Systèmes UPS ...................................................................................................................................... 22 3.Batteries (Nickel Cadmium) ................................................................................................................. 25
II. Aménagement d’une salle HVAC et loge du transformateur : ................................................................ 26 1.Aménagement de la salle HVAC .......................................................................................................... 26 2.Plan arrangement du transformateur MT/BT : ...................................................................................... 29 1
III.Cheminements électriques : .................................................................................................................... 29 1 .Plan 3D :............................................................................................................................................... 30 1.
Cheminement sous autocad ........................................................................................................... 31
2
.Section des câbles : ......................................................................................................................... 31
IV.Eclairage : ................................................................................................................................................. 34 1.1.1
: Calcul de l’indice du local ........................................................................................................... 34
1.1.2
Détermination du facteur de réflexion ........................................................................................ 35
1.1.3
Détermination du facteur de dépréciation .................................................................................. 35
1.1.4
Facteur d’utilance ........................................................................................................................ 36
Alors le facteur d’utilance U=0.55 ............................................................................................................... 36 1.1.5
Calcul du flux total........................................................................................................................ 37
1.1.6
Détermination du nombre de luminaires .................................................................................... 37
1.1.7
: Calcul de l’indice du local ........................................................................................................... 33
1.1.8
: Détermination du facteur de réflexion ...................................................................................... 33
1.1.9
Détermination du facteur de dépréciation .................................................................................. 33
1.1.10
Facteur d’utilance ........................................................................................................................ 33
Alors le facteur d’utilance U=0.4 ................................................................................................................. 34 1.1.11
Calcul du flux total........................................................................................................................ 34
1.1.12
Détermination du nombre de luminaires .................................................................................... 34
2.Simulation sous DIALux : .................................................................................................................. 35 Conclusion ....................................................................................................................................................... 41
2
Liste de figure Figure 1: Les implantations du IBITEK Group dans le monde ............................................................................ 9 Figure 2: Organigramme CA2E-Maroc ............................................................................................................. 11
3
Liste des tableaux Tableau 1: Fiche signalétique de CA2E-Maroc ................................................................................................. 11
4
Remerciements : Je commence par remercier Dieu, le tout puissant, l’omniscient, l’omniprésent de m’avoir donné la force, la santé d’entamer et d’achever ce travail dans des bonnes conditions. Mes vifs remerciements vont à l’encontre de Mr. HAMDANE Cherki directeur général du CA2E (Company of Automation and Electrical Engineering) d’avoir placé sa confiance en moi en m’accordant ce stage. Je remercie également mon encadrant Mme ELMACHMOUR Fatima Ezzahra Ingénieur au bureau d’étude pour son encadrement, sa disponibilité et ses directives précieuses durant toute la période de mon stage en m’aidant à comprendre la méthode de travail ainsi qu’à l’établissement de mon sujet de stage. Mes remerciements s’adressent à l’ensemble du personnel du bureau d’étude pour leur encadrement, leurs directives précieuses, leurs conseils adéquats et leur disponibilité durant toute la période du stage. Avec vous, j’ai partagé des moments agréables que vous trouviez ici, l’expression de ma profonde reconnaissance. Je tiens à remercier vivement l’ensemble du corps professoral de l’Ecole Hassania des Travaux Publics, à qui j’adresse mes reconnaissances et ma profonde gratitude pour leurs efforts considérables à assurer une formation de qualité dans de bonnes conditions. Que tous ceux qui ont contribué d’une façon directe ou indirecte à la réussite de mon stage, de près ou de loin, trouvent ici l’expression de mes sentiments les plus distingués.
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DEDICACE :
Du profond de mon cœur, je dédie ce travail à tous ceux qui me sont chers, A ma chère mère Aucun hommage ne saurait exprimer mon respect, mon amour éternel et ma considération pour les sacrifices que vous avez consenti pour mon instruction et mon bien être Je vous remercie pour tout le soutien et l’amour que vous me portez depuis mon enfance et j’espère que votre bénédiction m’accompagne toujours A mon cher père, L’homme de ma vie, ma précieuse offre du dieu, qui doit ma vie, ma réussite et tout mon respect A mon adorable frère, Qui n’a jamais cessé de m’encourager et soutenir tout au long de ma vie. Que dieu te protège et t’offre la réussite et le bonheur A la mémoire de mon oncle, Ce travail est dédié à mon oncle, décédé trop tôt, qui m’a toujours encourage dans mes études, j’espère que du monde qui est sien maintenant, il apprécie cet humble geste comme preuve d’amour de sa nièce qui a toujours prié pour le salut de son amé. Puisse Dieu le tout puissant, l’avoir en sa sainte miséricorde
6
Introduction
:
Afin d’avoir une idée sur les responsabilités de Génie Electrique, les étudiants de la deuxième Année à l’EHTP sont appelés à effectuer un stage technique. Ce stage a plusieurs objectifs bien définis ; Tout d'abord il permet de mettre en œuvre les connaissances théoriques dans le cadre technique et professionnel Ainsi, il doit impérativement avoir une dimension technique de sorte que l’étudiant doit être capable de résoudre une problématique technique et de participer à un projet d’envergure en entreprise en participant à une réalisation logicielle ou matérielle en rapport avec les enseignements de sa formation. D'autre part, ce stage est une participation active en tant qu’élément productif afin de contribuer, dans la mesure du possible, au bon fonctionnement de l'entreprise. C’est dans ce sens que s’est déroulé mon stage de deux mois chez la société CA2E Maroc, Ibitek Group qui s’est imposée sur le marché marocain, maghrébin et africain en tant que pionnier dans le secteur des installations électriques industrielles et de l’automatisme, ce qui est en relation avec ma formation en tant que futur ingénieur en Génie Electrique. Durant cette période de stage j’étais amenée à réaliser des tâches intéressantes dans le projet traitement d’acide phosphorique(PAT) installer au sien de JORF LASFAR MAROC à savoir l’étude électrique des équipement utilisé, l’aménagement de la salle HVAC et la loge du transformateur, le cheminement électrique et finalement l’éclairage intérieur, des routes et extérieur.
7
Chapitre 1 : Présentation de l’organisme d’accueil
8
I.
Aperçu sur IBITEK Group :
Le groupe IBITEK offre de multiples services à ses clients à savoir : L’électricité, l’automatisme, la maintenance ainsi que le décisionnel, son nom « Intelligent Business Industry Technology » affirme sa volonté d’apporter l’intelligence au sein des procédés industriels à des fins d’optimisation, et rappelle que tous ses efforts doivent être tournés vers l’apport de solutions globales et pérennes. Le groupe IBITEK regroupe quatre partenaires dans quatre pays différents, ces partenaires sont : CA2E-Maroc ; IBITEK-France ; IBITEK-République Tchèque ; IBITEK-Algérie ; IBITEK-Tunisie ; IBITEK-South America.
Figure 1: Les implantations du IBITEK Group dans le monde
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II. Aperçu sur CA2E Maroc 1. Présentation de CA2E Maroc CA2E-Maroc (Consulting, Automation and Electrical Engineering), organisme d’accueil de mon stage d’ingénieur, fait partie du groupe IBITEK, reconnu au niveau mondial pour les solutions et les services qu’il offre à ses clients à travers le monde. Les domaines d’activité de CA2E sont : Electricité Industrielle Moyenne & Basse Tension ; Automatismes & Systèmes de Contrôle Commande ; Instrumentation & Régulation ; Informatique décisionnelle (Business Intelligence). Les prestations proposées sont : Etudes d’avant-projet ; Etudes de réalisation & Etudes de détail ; Développement & programmation ; Fabrication en atelier ; Fourniture ; Montage et installation ; Mise en service ; Assistance technique ; Formation ; Maintenance ; Conseil.
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2. Fiche signalétique Cette figure représente la fiche signalétique de la société CA2E-Maroc. Dénomination Groupe Statut Date de Création Activité Chiffre d’affaires Adresse Téléphone Fax E-mail Site Web Principaux Actionnaires
Consulting, Automation and Electrical Engineering
IBITEK Société Anonyme 07 Mars 2007 L’étude électrique et l’automatisme des installations industrielles 5 576 KDH 36, Lot. SNCI Boulevard Albina Z.I Sidi Bernoussi, 20300 Casablanca +212 5 22 34 20 24 / 25 / 26 +212 5 22 34 20 27 [email protected] www.ibitek-group.com Cadres CA2E Maroc – IBITEK Tableau 1: Fiche signalétique de CA2E-Maroc
3. organigramme
Figure 2: Organigramme CA2E-Maroc
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Chapitre 2 : Contexte Général du projet
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Introduction : Le présent projet intitulé la nouvelle unité de traitement de l’acide phosphorique « Q3111-Phosphoric Acid Treatment » a pour objet l’étude, la fourniture, la livraison, le montage et la mise en service ainsi que les essais, dans les conditions stipulées, par le FOURNISSEUR au profit du CLIENT.
I.
Alimentation électrique
La nouvelle installation sera alimentée principalement du tableau MT 04C-EM-20. Une liaison Moyenne tension à prévoir entre la cellule existante et le nouveau transformateur MT/BT conformément au schéma unifilaire suivante :
Figure 3 : Schéma unifilaire du projet
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II.
Etendue des prestations et fournitures :
Le lot PAT comprend la conception, la fabrication, l’assemblage, les inspections et essais en usine, la fourniture y compris le transport et la livraison sur site avec emballage approprié, le magasinage, le désemballage & déchargement, le montage, l’assemblage et l’installation sur site, les tests et essais & la mise en service et la formation de l’ensemble des équipements électriques fournis. Transformateurs MT/BT, Tableaux BT, Variateurs de vitesse, démarreurs électroniques, onduleur, coffrets auxiliaires, … ; Câbles MT, BT (Puissance, commande, mesure, câbles spéciaux) ;
L’exécution des travaux de cheminement des câbles et de raccordement aux différents équipements électriques ;
L’exécution des travaux de câblage des équipements MT & BT fournis dans le cadre de ce projet ;
L’éclairage et prises de courant, armoire auxiliaires et d’interface XE/XI, boites de commande locale moteurs ;
Déplacement et installation des anciens onduleurs, chargeurs et batteries et d’autres équipements éventuellement depuis la salle basse tension du poste CAP Extension à la salle HVAC (RDC) y compris tous les câblages et cheminement nécessaires. La prestation comprend également les travaux d'aménagement de cette salle et les adaptations nécessaires en termes de câblage et raccordement afin de livrer une solution complète et fonctionnelle ; Il également à la charge du contractant l’étude et réalisation d’un local dédié (au niveau de la même salle HVAC) pour les nouvelles et anciennes batteries ainsi que son éclairage y compris l'appareillage d'éclairage, projecteurs, prises de courant, câbles, chemins de câbles, protections, supports, etc.... Le nouvel système Onduleur sera également logé au niveau de la salle HVAC ainsi que le transformateur.
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Tableau récapitulatif :
Equipements TRANSFORMATEUR MT/BT
Charges de l’entreprise L’étude et la réalisation de la loge du transformateur ainsi que la fourniture, l’installation et la mise en service.
ARMOIRES VFD BT & ARMOIRES SSD La fourniture, l’installation et la mise en service des BT armoires variateurs BT et des armoires démarreurs électroniques. ALIMENTATION UPS AC/DC
la fourniture, assemblage, montage, installation, raccordement, essais et mise en service d’un système d’alimentation sans interruption redondante UPS 220VAC ondulée selon les spécifications de l’AO.
CABLE MT, CABLE BT & CHEMIN DE La liaison MT entre le départ transformateur du CABLE tableau 04C-EM-20 (au niveau du CAP IJ) jusqu’au nouveau transformateur MT/BT (installé au niveau du poste existant CAP Extension).La liaison BT entre le nouveau transformateur et le nouveau MCC au niveau du poste existant CAP Extension, y compris tous les accessoires nécessaires.
TABLEAU BT
la fourniture et l’installation des tableaux basse tension type débrocha blé, conformes aux normes CEI 61439-1 et IEC 61439-2. Tableau2 : tableau récapitulatif des prestations et fournitures
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Chapitre 3 : Résolution du cahier des charges
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I.
Etude électrique :
Dans cette partie on va entamer l’étude de chaque équipement selon le besoin du client concernant le transformateur MT/BT, tableau BT, armoires variateurs /démarreurs, systèmes UPS et batteries.
1. Transformateur MT/BT 1.1Généralités C’est appareil statique à deux enroulements ou plus qui, par induction électromagnétique, transforme un système de tension et courant alternatif en un autre système de tension et courant de valeurs généralement différentes, à la même fréquence, dans le but de transmettre de la puissance électrique. Il peut être monophasé ou triphasé et recevoir divers couplages : étoile, triangle et zigzag :
Figure 4 : couplage des transformateurs
Un système de refroidissement est toujours mis en place pour maintenir les températures des enroulements et de l’isolant (huile par exemple) à des niveaux acceptables. Le choix du mode de refroidissement se fait en particulier en fonction des paramètres suivants : Pertes à évacuer, Température ambiante extérieure, Contraintes de bruit, Contraintes dimensionnelles limitant la taille du transformateur, Et bien sûr le coût.
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1.2Transformateur type cabine H59 /2000KVA 10kV/690V
C’est un transformateur de marque ENERGY TRANSFO conforme à la norme de la Commission d’électrotechnique
Internationale
CEI
60076.triphasé, étanche, immergés dans l’huile minérale
à
Refroidissement
naturel
(ONAN) ;
Concrètement l’huile colporte la chaleur vers l’extérieur du transformateur et est refroidie à l’intérieur du radiateur, qui évacue la chaleur par convection.
Des
ventilateurs
permettent
d’augmenter cette dernière. Des canaux permettant la circulation de l’huile sont aménagés dans le noyau et les enroulements afin de permettre l’évacuation de leur chaleur. Pour plus d’information voire l’annexe Figure 5 : transformateur à huile
2. Tableau basse tension débrochable 660V Un tableau de distribution est le point d'entrée de l'énergie électrique pour l'installation BT. Le circuit d'arrivée se divise en plusieurs circuits (départs), chacun de ces circuits est commandé et protégé par l'appareillage installé dans le tableau (disjoncteurs, contacteurs, interrupteurs, interrupteurs fusibles, etc.). Un tableau de distribution est généralement divisé en unités fonctionnelles chacune comprenant tous les éléments mécaniques et électriques qui contribuent à l'accomplissement d'une fonction donnée. Pour notre tableau BT 660V les appareils de protection sont :
Disjoncteurs Le disjoncteur électrique différentiel a pour fonction de protéger les différents circuits d'une installation électrique. C'est donc cet élément qui a pour mission de détecter les courts-circuits et les fuites d'électricité vers la terre et de réagir en conséquence.
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2 .2Déclencheurs Mesurent avec précision la puissance et l'énergie, mémorisent les alarmes les plus récentes, les événements et les mesures, en garantissant la prévention des défaillances dans l'installation ou l'intervention efficace quand il le faut.
2.3Contacteurs Le contacteur est un relais électromagnétique qui permet grâce à des contacts (pôles) de puissance d'assurer le fonctionnement de moteurs, de résistances ou d'autres récepteurs de fortes puissances.
2 .4 Relais thermique
Est un appareil qui protège le récepteur placé en aval contre les surcharges et les coupures de phase. Pour cela, il surveille en permanence le courant dans le récepteur. En cas de surcharge, le relais thermique n’agit pas directement sur le circuit de puissance, un contact du relais thermique ouvre le circuit de commande d’un contacteur est le contacteur qui coupe le courant dans le récepteur.
2.5 Relais de protection Servent à détecter les équipements défectueux ou autres situations dangereuses ou inacceptables et peuvent soit déclencher une commutation, soit simplement émettre une alarme pour fournir un système de distribution plus sûr et plus fiable.
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2. Variateur de vitesse (APP) C’est un dispositif destiné à régler la vitesse et le couple d'un moteur électrique à courant alternatif en faisant varier la fréquence respectivement le courant, délivrées à la sortie de celui-ci. Le recours aux variateurs de vitesse offre plusieurs avantages à savoir le démarrage progressif des moteurs réduisant les chutes de tension dans le réseau et limitant les courants de démarrage, Amélioration du facteur de puissance, la Précision accrue de la régulation de vitesse, le Prolongement de la durée de service du matériel entraîné et finalement la diminution de la consommation d’électricité. De nouveaux variateurs de
vitesse
l’interruption
plus
performants
des
procédés
peuvent en
cas
éviter de
perturbation du réseau de courte durée.
Figure 6 : variateur de vitesse
3. Filtres passives : Un filtre passif se définit par l'usage exclusif de composants
passifs (résistances,
condensateurs,
bobines couplées ou non) .On utilise des filtres passifs, RC et souvent LC, en entrée de circuits basse fréquence, afin de rejeter les hautes fréquences avant d'envoyer le signal sur des circuits amplificateurs, dans lesquels les hautes fréquences pourraient générer des perturbations dans la gamme de fréquence utile, par détection ou intermodulation.
Figure 7 : filtre passif
20
Pour la commande nous avons préparé 2 listes des filtres passifs convenables à nos études des différents fournisseurs à savoir Schaffner et Mirus international en respectant la puissance du variateur de vitesse, la puissance du moteur et la tension voir l’annexe2 :
4. Démarreurs Un
démarreur
électronique
est
un
convertisseur d’énergie dont le rôle consiste à moduler
l’énergie
moteur.
Les
électrique
principales
fournie
au
fonctions
démarreurs
des sont
Accélération et décélération contrôlées
en
faisant varier les temps de mise en service et d'arrêt
on
contrôle
ainsi
les
rampes
d'accélération et de décélération, Variation de vitesse permettant d'augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du moteur, Protections électriques du variateur et du moteur contre
Figure 8 : démarreur
les surcharges (protection thermique) mais certains convertisseurs de fréquence sont équipés
de
protection
contre
les courts-circuits (protection magnétique),
contre
les surtensions ou les chutes de tension, contre les déséquilibres de phases et enfin contre la marche en monophasé, Inversion du sens de marche après décélération sans freinage électrique
ou avec
freinage électrique
permettant
une décélération et
une inversion rapide du sens de rotation du moteur et Régulation de vitesse, la vitesse du moteur est définie par une consigne.
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5. Systèmes UPS 5.1Généralités
Un système d’alimentation sans coupure (UPS) est une batterie de secours qui permet de continuer à utiliser l’équipement qui y est branché en cas de panne de courant. Ce n’est pas seulement un chargeur portable amélioré. En effet, le système d’alimentation sans coupure détecte les interruptions de courant et commence automatiquement à alimenter les appareils connectés grâce à sa batterie afin qu’ils ne s’éteignent pas. Figure 9 : Système UPS
Une seule unité UPS se compose de quatre parties principales Redresseur/chargeur,
Figure 10 : Vue typique des pièces internes de l'UPS
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a
c Load b Inverter
Electronic changeover ogc
bypass
Figure 11 : Schéma fonctionnel
Redresseur / chargeur : permet de convertir l'alimentation primaire en courant alternatif en une tension continue régulée. Il fonctionne selon quatre modes : Mode flotteur, Mode de défaillance de l'alimentation AC et, Mode de charge et finalement Mode Boost. Batterie : Stocker l'énergie du chargeur pour l'utiliser lors d'une coupure de courant où elle se déchargera pour alimenter l'onduleur et la charge
23
Onduleur : Convertir le courant continu en courant alternatif sinusoïdal. Il utilise une technique de commutation par modulation d'impulsions à haute fréquence (PWM) pour obtenir une puissance sinusoïdale à faible distorsion tout en conservant une bonne régulation de la tension en réponse aux transitoires. Interrupteur statique : C’est un commutateur automatique, à semi-conducteurs, ayant une action d'ouverture avant rupture, de sorte qu'aucune interruption de la charge ne se produit. Par conséquent, l'onduleur est synchronisé en permanence avec la réserve. Le commutateur statique surveille l'état de fonctionnement des différentes parties de l'onduleur et la logique sélectionnera l'un des deux modes. Mode 1 : Onduleur vers la charge et Mode 2 : Réserve (bypass) vers la charge. Bypass : Il fournit une isolation de sécurité des principales pièces internes à des fins de réparation et de maintenance, il peut être sélectionné par l'opérateur ou par la logique de commande. (Il faut bien s'assurer que l'onduleur et l'alimentation du bypass sont synchronisés avant le transfert des deux côtés.). 1.1 Schéma fonctionnel UPS du PAT
Figure 12 : Système UPS du PAT 24
3. Batteries (Nickel Cadmium) 1.2 Définition Un accumulateur nickel-cadmium ou Ni-Cd est un accumulateur électrique rechargeable utilisant de l’hydroxyde de nickel et du cadmium comme électrodes. Il se caractérise par : charge simple et rapide, même après une longue période de stockage, grande durée de vie en nombre de cycle de charge et de décharge, bonne performance à basse
température,
résistance
interne
particulièrement faible, stockage et transport simple et faible coût.
Figure 13 : Batterie (Nickel Cadmium)
Description
Les batteries Ni-Cd ressemblent à un « rouleau de gelée » à l'intérieur, avec des plaques d'anode et de cathode poreuses, un séparateur et enroulées en une charge savoureuse avec une puissance de sortie maximale. À chaque extrémité d'une batterie Ni-Cd se trouve une électrode, le point où l'électricité entre et sort. Les batteries Ni-Cd utilisent un matériau actif appelé hydroxyde de nickel à la borne positive et du cadmium métallique à la borne négative. À l'intérieur se trouve une solution électrolytique alcaline liquide, généralement de l'hydroxyde de potassium.
Figure 14 : constituants du Ni-Cd
25
II. Aménagement d’une salle HVAC et loge du transformateur : 1. Aménagement de la salle HVAC Le principe consiste à installer deux nouvelles batteries et deux systèmes UPSs (les dimensions dans l’annexe) dans la salle HVAC et déplacer et installer les anciens onduleurs, chargeurs et batteries et d’autres équipements éventuellement depuis la salle basse tension du poste CAP Extension à la salle HVAC (RDC) y compris tous les câblages et cheminement nécessaires afin de livrer une solution complète et fonctionnelle. Voici la salle basse tension qui comporte les éléments à déplacer à savoir deux armoires batterie, Armoire redresseur N°1_N°2/ 220V, Armoire redresseur N°1_N°2/ 24V et Armoire By-Pass (10, 12,13 ,14 et 17) 0 la salle HVAC. Voire le tableau du composant dans l’annexe
Figure 15 : Salle basse tension
26
Et voilà la salle HVAC Après l’aménagement qui est préparé et réalisé sous autocad :
Figure 16 : Salle HVAC après l’aménagement
Tableau3: tableau récapitulatif des composants
27
Après l’aménagent de la salle HVAC l’entreprise doit prévoir la fourniture, l’installation et la mise en service des armoires variateurs BT et des armoires démarreurs électroniques ainsi que le tableau BT, dans la salle basse tension. Vu que l’emplacement n’est pas suffisant pour mettre en même ligne tous les équipements alors on est obligé de mettre le tableau BT d’une part et d’autre part les dix armoires variateur dos à dos suivi par les trois armoires démarreurs et finalement les trois armoires de distribution (Voire le tableau des composant dans l’annexe) :
Figure 17 : Salle basse tension avec les fournitures de l’entreprise
28
2.Plan arrangement du transformateur MT/BT : Cette phase consiste l’installation et la mise en service, y compris tous les accessoires nécessaires des transformateurs MT/BT :
Figure 18 : Loge du transformateur
Pour l’information les dimensions réelles de la loge transformatrice seront communiquées après la visite du site.
III. Cheminements électriques : Cette phase comprend l’étude et la réalisation de la liaison MT entre le transformateur MT/BT et le départ MT existant, Etude et réalisation des cheminements complets enterrés/aériens BT y compris tous les chemins de câbles, supports, buses et accessoires nécessaires à la pose, installation et raccordement à l’intérieur et à l’extérieur du poste électrique, ainsi que l’étude et vérification de tous les cheminements proposés avant l’installation des câbles. Il doit donc confirmer la faisabilité des cheminements sur site, apporter les ajustements suivant besoin, soumettre les plans et procédures pour obtenir les approbations nécessaires du Client, avant de procéder travaux et veiller à ce que les cheminements seront réalisés avec le minimum de modifications sur les installations existantes et assurer une coordination étendue avec tous les intervenants. Pour réaliser un bon cheminement nous avons demandé le plan 3D de la partie concernée de l’usine :
29
1 .Plan 3D : C’est une représentation en trois dimensions d'un espace ou de l'un de ses éléments qui facilite la compréhension du projet et permet de se projeter plus facilement. Les plans 3D réduisent les risques d’erreurs grâce aux calculs et aux vérifications automatiques des dégagements nécessaires aux équipements et des quantités de matériaux. Dans un modèle 3D, il est facile et rapide de modifier le type ou l’emplacement d’un équipement tout en évitant des risques additionnels d’erreur, en plus d’optimiser la conception en fonction des exigences liées au site. Ils permettent aussi de vérifier que les modèles sont adéquats sur le plan spatial et d’analyser les matériaux, les propriétés techniques, les détails physiques et les distances entre les composants. Ces informations sont liées à une base de données et à des fichiers d’exigences fonctionnelles, comme des schémas unifilaires, pour la production automatisée de dessins, d’échéanciers et d’estimations de coûts, ce qui permet de réduire davantage les erreurs possibles. Nous avons reçu le plan 3d de la partie concernée de l’usine (ocp) pour garder une vue globale et voire l’emplacement de chaque équipement afin d’assurer un bon cheminement.
Figure 18 : plan 3D de l’usine
30
1. Cheminement sous autocad :
Figure 19 : Cheminement sous autocad
2 .Section des câbles : 2.1Généralités
Un câble électrique est composé de différents fils et aussi, parfois, d’un blindage extérieur. Il est souvent employé pour envoyer des signaux électriques ou de l'énergie. Ce qu’il est important de maîtriser à propos des câbles électriques, ce sont les sections, c'est-àdire,
le
diamètre
du
tuyau.
Plus
l’intensité
d'électricité est forte, plus le diamètre doit être important. En effet, si un câble est trop faible, il va entraîner un échauffement dû à la résistance du câble (là, il y a un risque d’incendie) ainsi qu’une perte de tension. Une section trop importante va amener un problème de coût et de poids. Il est donc important de choisir la bonne section. Si la section des câbles électriques est trop grande, il peut y avoir des pertes.
31
Si elle est trop petite, le câble va alors subir un échauffement qui sera dû à la résistance du câble (d’où le risque d’incendies) et des pertes de tension. Bref, c’est une Surface transversale en mm², du conducteur, traversée par le courant électrique. Plus cette surface est importante, plus le conducteur peut être traversé par un courant élevé sans s’échauffer anormalement. Dans cette partie nous avons calculé la section des différents câbles en se basant sur la longueur obtenue par autocad, l’intensité de chaque câble ainsi que la puissance à l’aide d’une matrice de calcul préparé dans l’Excel et on les a comparés avec les sections proposées par le client : 2.2Tableau de calcul :
Concernant cette méthode nous avons utilisé cette dernière dont Le pourcentage de déperdition doit être inférieur à 3%. Plus ce pourcentage sera proche de 0, moins la puissance sera perdue. Ainsi qu’on a la possibilité de basculer le calcul en mode triphasé ou monophasé avec une âme en aluminium ou bien en cuivre grâce au menu déroulant de la cellule. On prend l’un des composants du tableau basse tension 14T1AP02 de 12 ampères et 11kw sur une distance de 98m, dans ce cas on pourrait prendre un câble de 1,5mm² à 2,5mm².
32
Tableau4: tableau de calcul
Voici le tableau récapitulatif qui résume les sections des différents câbles : Identification
tableau
Puissance
tension
courant
départ
Longueur
Section
14T1A04
MCC
160
660
140
SSD
64.5
10
14T1AP11
MCC
2,2
660
1.9
VFD
68
14T1KP11
MCC
2,2
660
1.9
VFD
68
14T1KP16
MCC
3
660
2.6
VFD
68
14T1AP02
MCC
11
660
9.6
VFD
97
14T1KP02
MCC
11
660
9.6
VFD
96
14T1AP01
MCC
15
660
13.1
VFD
181
14T1KP01
MCC
15
660
13.1
VFD
181
14T1BP01
MCC
15
660
13.1
VFD
181
14T1AP03
MCC
45
660
39.6
VFD
60
14T1KP03
MCC
45
660
39.6
VFD
60
14T1AP13
MCC
55
660
48.1
VFD
181
14T1KP13
MCC
55
660
48.1
VFD
181
14T1AP12
MCC
75
660
65.6
VFD
181
14T1KP12
MCC
75
660
65.6
VFD
181
14T1AD01
MCC
1.5
660
16.06
DOL
251
14T11AP17
MCC
18.5
660
19.81
DOL
44.5
Tableau5: tableau des sections des différents câbles
33
IV. Eclairage : Dans cette phase nous avons la charge de prévoir des systèmes complets d'éclairage, éclairage intérieur, Eclairage Extérieur et Eclairage des routes suivant bordereau et annexes c’est-à-dire un départ 250A 380V-220V sera mis à disposition par le client depuis le tableau d’éclairage existant au niveau du poste CAP IJ ainsi qu’un tableau divisionnaire pour la distribution de l’éclairage intérieur (salle HVAC et local batterie) et extérieur (Eclairage des routes et éclairage extérieur).
1. Etude théorique : Dans cette phase nous avons calculé les paramètres suivants afin de préciser le nombre nécessaire de luminaires et y comparé avec le calcule logiciel, cette étude concerne justement l’éclairage intérieur c’est-à-dire la salle HVAC et loge du transformateur 1.1La salle HVAC
Comporte deux salle indépendante de même dimensionnement l’une pour les systèmes UPS et l’autre pour les batteries : 1.1.1 : Calcul de l’indice du local L’indice du local dépend essentiellement du local à éclairer
𝐾=
𝐿∗𝑙 (𝐿 + 𝑙) ∗ ℎ
L : Longueur du local, en m l : Largeur du local, en m h : hauteur du luminaire au-dessus du plan utile, en m K : Indice du local Application numérique :
5∗7.8
𝐾 = (5+7.8)∗5 = 0.6
34
1.1.2 Détermination du facteur de réflexion La lumière émise par le luminaire est réfléchie en partie sur les parois du local éclairé. Selon la couleur des surfaces, le coefficient de réflexion peut prendre les valeurs suivantes : Plafond : 0.8 à 0.3
Mur : 0.7 à 0.1
Sol : 0.3 à 0.1
Plâtre blanchi, blanc brillant : 0.8 Blanc : 0.7
Carrelage clair : 0.3
Faux plafond blanc : 0.7
Couleurs pastel : 0.7
Moquette blanche :
Plafonds à lames claires : 0.5
Carrelage clair : 0.7
0.3 Moquette ambre :
Bois clair : 0.5
Pierre blanche : 0.5
Bois foncés : 0.3
Ciment : 0.5
0.2 Plancher bleu clair : 0.1 Carrelage foncé :
Couleurs vives : 0.3
0.1
Couleurs foncées : 0.1 Tableau6 : facteur de réflexion
Pour notre cas : Faux plafond blanc, blanc mat : 0.7, Blanc : 0.7 et Moquette blanche : 0.3 Alors Le facteur de réflexion est de 773. 1.1.3 Détermination du facteur de dépréciation Le facteur de dépréciation permet de tenir compte de la diminution du flux des lampes en fonction du temps. Il est fonction du local, il est donné par la formule suivante :
𝑑= Facteur d’ empoussièrement : Fe Facteur de vieillissement des lampes : fl. Facteur d’altération du luminaire : fa
1 1 1 ∗ ∗ 𝑓𝑒 𝑓𝑙 𝑓𝑎
Faible Moyenne Fort 0.95 0.85 0.75 Incandescence Halogène Fluorescence Décharge 0.85 0.9 0.95 0.9 Luminaire courant Luminaire spécial 0.85 0.95 Tableau7 : facteur de dépréciation
35
1
1
1
1
𝑑 = 𝑓𝑒 ∗ 𝑓𝑙 ∗ 𝑓𝑎 = 0.85∗0.95∗0.85 = 1.4
Alors :
1.1.4 Facteur d’utilance C’est le rapport du flux utile (reçu par le plan utile) au flux total sortant des luminaires :
Ce tableau comporte 3 variables :
La valeur de du facteur de suspension : J
La valeur de l’indice du local : K
Les facteurs de réflexion des parois.
Facteur de suspension
Classe du luminaire
Facteur de Réflexion
Luminaire CLASSE F
F
D'UTILANCE POUR J = 0 773
753
873
0,60
57
52
55
51
40
38
30
24
38
30
24
29
24
22
0,80
70
64
68
62
53
50
42
36
49
42
36
41
36
34
1,00
80
72
77
70
64
60
52
46
58
51
46
50
45
43
1,25
89
79
86
77
74
68
61
56
66
60
55
59
55
52
1,50
96
84
92
83
81
74
68
63
72
67
62
66
62
59
2,00
104
91
101
89
91
83
77
74
81
76
72
75
71
69
2,50
110
95
106
93
98
88
83
79
86
82
78
80
77
75
3,00
113
97
109
96
102
91
87
84
89
86
83
84
82
79
4,00
118 100 114
99
108
95
92
89
93
90
88
89
87
84
5,00
120 102 116 100 111
97
95
92
95
93
91
91
90
87
Indice du local
Facteur de Reflexing
871
771
731 751
551 711
511 531
311 331
000
Indic e du local
Facteur d’utilance Tableau8 : facteur de dépréciation salle HVAC
Alors le facteur d’utilance U=0.55 36
1.1.5 Calcul du flux total Pour éclairer la totalité du plan utile.
∅𝑡 =
E : Niveau d’éclairement (Lux).
S : Surface du local à éclairer.
d : Facteur de dépréciation.
U : Facteur d’utilance.
𝐸∗𝑆∗𝑑 𝑈
Application numérique :
∅𝑡 =
𝐸 ∗ 𝑆 ∗ 𝑑 100 ∗ 39 ∗ 1.4 = = 9927.27𝑙𝑚 𝑈 0.55
1.1.6 Détermination du nombre de luminaires
𝑁=
∅𝑡: Flux lumineux total.
∅𝑡 : Flux lumineux de la source lumineuse.
𝑁 : Nombre d’appareils.
∅𝑡 ∅𝑎𝑝
Application numérique :
𝑁=
∅𝑡 9572.72 = = 3 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑛𝑎𝑖𝑟𝑒𝑠 ∅𝑎𝑝 3200
Alors on est besoin de 3 luminaires dans la salle batteries et 3 autres dans la salle UPS.
37
1.2Loge du transformateur :
1.1.7 : Calcul de l’indice du local L’indice du local dépend essentiellement du local à éclairer.
𝐾=
1.1.8
𝐿∗𝑙 4.800 ∗ 2.900 = = 0.6 (𝐿 + 𝑙) ∗ ℎ (4.800 ∗ 2.900) ∗ 2.900
: Détermination du facteur de réflexion
La lumière émise par le luminaire est réfléchie en partie sur les parois du local éclairé. Selon la couleur des surfaces, le coefficient de réflexion peut prendre les valeurs suivantes : Faux plafond blanc, blanc mat : 0.7, Pierre blanche : 0.5 et Moquette blanche : 0.3. Alors : Le facteur de réflexion est de 753. 1.1.9 Détermination du facteur de dépréciation Le facteur de dépréciation permet de tenir compte de la diminution du flux des lampes en fonction du temps : Application numérique :
𝑑=
1 1 1 1 ∗ ∗ = = 1.4 𝑓𝑒 𝑓𝑙 𝑓𝑎 0.85 ∗ 0.95 ∗ 0.85
1.1.10 Facteur d’utilance C’est le rapport du flux utile (reçu par le plan utile) au flux total sortant des luminaires :
Ce tableau comporte 3 variables :
La valeur de du facteur de suspension : J
La valeur de l’indice du local : K
Les facteurs de réflexion des parois.
33
Facteur de suspension
Classe du luminaire
Facteur de Réflexion
Luminaire CLASSE F
F
Indice du local
D'UTILANCE POUR J = 0 773
753
Factor de Réflexion
873
0,60
57
52
55
51
40
38
30
24
38
30
24
29
24
22
0,80
70
64
68
62
53
50
42
36
49
42
36
41
36
34
1,00
80
72
77
70
64
60
52
46
58
51
46
50
45
43
1,25
89
79
86
77
74
68
61
56
66
60
55
59
55
52
1,50
96
84
92
83
81
74
68
63
72
67
62
66
62
59
2,00
104
91
101
89
91
83
77
74
81
76
72
75
71
69
2,50
110
95
106
93
98
88
83
79
86
82
78
80
77
75
3,00
113
97
109
96
102
91
87
84
89
86
83
84
82
79
4,00
118 100 114
99
108
95
92
89
93
90
88
89
87
84
5,00
120 102 116 100 111
97
95
92
95
93
91
91
90
87
871
771
731 751
551 711
511 531
Indice du local
311 331
000
Facteur d’utilance Tableau9 : facteur de dépréciation loge transformateur
Alors le facteur d’utilance U=0.4 1.1.11 Calcul du flux total Pour éclairer la totalité du plan utile.
∅𝑡 =
𝐸 ∗ 𝑆 ∗ 𝑑 100 ∗ 15 ∗ 1.4 = = 5250 𝑈 0.4
1.1.12 Détermination du nombre de luminaires
𝑁=
∅𝑡 5250 = = 1.64 = 2 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑛𝑎𝑖𝑟𝑒𝑠 ∅𝑎𝑝 3200
Alors on est besoin de 2 luminaires concernant la loge du transformateur.
34
2. Simulation sous DIALux : 1.1DIALux
DIALux est un logiciel développé pars l’entreprise DIAL GmbH, plateforme de services pour les techniques du bâtiment et de l’éclairage. DIALux permet le calcul de la lumière du jour et de la lumière artificielle en extérieur ou dans un espace intérieur. Ce calcul repose sur la norme DIN 5034 (Deutsche Institut für Normung EV) et la publication 110 de la CIE. Les algorithmes de DIALux utilisent la méthode de la radiosité : les surfaces du modèle sont discrétisées en facettes et le rayonnement (émis et reçu) est calculé pour chacune des facettes. L’éclairement en chaque point est calculé sur base du bilan des rayonnements lumineux reçus et émis depuis les facettes. DIALux permet de calculer les éclairements, les facteurs lumières du jour, les luminances, et permet de réaliser des études d’ombrage ainsi que des rendus. Les possibilités de modélisation intégrées étape par étape permettent de créer des modèles simples, tandis que le logiciel permet l’importation de modèles conçus sur d’autres programmes de DAO pour des projets géométriquement plus complexes. Le maillage de calcul est entièrement paramétrable.
35
1.2Simulations sous DIALux
Le client exige la marque Philips pour les différents luminaires ainsi que les marges du lux qu’il faut respecter pour chaque zone Annexe (). 1.1.13 Eclairage intérieur L’éclairage intérieur concerne la salle HVAC (batteries, système UPS) et la loge du transformateur se fait à l’aide des luminaires de type réglette étanche LED qui est destinée à l’éclairage des locaux humides et poussiéreux en milieux industriels.
Voici la simulation de la salle HVAC et la loge du transformateur :
Figure 20 : simulation de la salle HVAC et la loge du transformateur
Nous avons besoin de trois luminaires pour la salle UPS et la salle batterie et 2 luminaires pour la loge du transformateur chose qui est identique avec le calcul théorique.
36
1.1.14 Eclairage des routes L’éclairage routière se fait par deux types des luminaires projecteur et candélabre : Luminaire projecteur : ClearFlood : une solution LED pour l'éclairage des grands espaces est une gamme de projecteurs qui vous permet de choisir le flux nécessaire pour les applications. Conçue avec des LED dernier cri et des optiques extrêmement efficaces, cette solution très concurrentielle affiche un rapport Lux/euro inégalé dans le secteur, synonyme d'économies d'énergie tangibles. Le choix d'optiques différentes ouvre la voie aux nouvelles possibilités d'application pour les LED. Facile à installer, ClearFlood est une solution toute désignée pour le remplacement des points lumineux conventionnels, car il utilise la même installation électrique. Il est également très simple de sélectionner le flux lumineux souhaité.
Figure21 : luminaire
projecteur
Luminaire candélabre : Iridium 3 – Le luminaire d'éclairage routier connecté, intelligent et prêt à l'emploi Le système Iridium 3 est le premier luminaire véritablement intelligent conçu pour une connectivité continue. Simplicité de la mise en service : il vous suffit d'installer le luminaire et de le contrôler à distance grâce au logiciel de gestion CityTouch.
Figure22 : luminaire
candélabre
37
1.1.14.1 : Eclairage routière par projecteur
Figure23 : Eclairage routière par projecteur
Pour l’éclairage routière on est besoin de 8 luminaires projecteur qui ne dépasse pas 50lux. 1.1.14.2 : Eclairage routière par candélabre
Figure24 : Eclairage routière par candélabre
Concernant l’éclairage routière par candélabre on est besoin de 11 luminaire de 38W.
38
1.1.15 : Eclairage extérieur Il est divisé en trois zone : 1.1.15.1 : Eclairage extérieur coté pompe
Cette zone exige 150 lux avec 15 luminaire de 70W de type projecteur chose qui est identique avec les besoins du client. 1.1.15.2 : Eclairage extérieur coté stockage éxpédition1
39
Pour cette zone stockage éxpédition1 on est besoin de 6 luminaires de même caractéristique que la zone pompe. 1.1.15.3 Eclairage extérieur coté stockage éxpédition2
Pour la zone de stockage éxpédition2, nous avons besoin juste de 4 luminaires.
40
Conclusion : Le stage que j'ai effectué au sein de l'entreprise CA2E Maroc était une occasion précieuse pour découvrir le monde du travail à l'intérieur d'un bureau d’étude chargé de l’étude technique des projets industriels. Au cours de mon stage, j'ai pu assister et participer à plusieurs tâches liées essentiellement à l’étude électrique des installations industrielles. J'ai intégré plusieurs points, à savoir rédaction des rapports plan d’assurance qualité et plan contrôle de qualité, l’aménagement du poste BT, la salle HVAC et loge du transformateur via logiciel autocad, le choix et la détermination des matériels via des catalogues constructeurs et des spécifications des clients, le cheminement électrique, dimensionnement et calcul des sections des câbles et finalement l’éclairage intérieur, extérieur et des routes à l’aide le fameux logiciel DIALux evo. Ce stage m'a aussi permis de suivre de près la vie professionnelle des ingénieurs et des techniciens ainsi que leurs conditions de travail. Il a présenté aussi une opportunité de travailler en équipe et de coopérer avec d'autres personnes pour l'accomplissement d'une tâche. Un tel travail ne serait possible sans une intégration totale de l'individu dans le groupe et dans l'ambiance générale du bureau d’étude. « Je ne campe pas sur le passé, j’en tire des conclusions pour le présent » Eric Fisher. Enfin, c’est à la lumière de cette citation, que j’ai pu me construire une vision sur le monde professionnel et technique de l’ingénieur dans l'entreprise. Cette vision n'est sûrement pas complète mais elle est le résultat d'un premier pas, qui va enrichir ma formation polyvalente en tant que futur Ingénieur.
41