Description Et Maintenance D'une Installation Électrique Industrielle D'une Usine [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITÉ IBN TOFAÏL Ecole Nationale des Sciences Appliquées Département Génie électrique, Réseaux et Systèmes de Télécommunication Kénitra

Asment Témara Groupe Votorantim

Rapport de stage d’initiation o

Description et maintenance d’une installation électrique industrielle d’une usine o Filière : Génie électrique

Réalisé par : Achraf SAADAOUI Encadré par : Monsieur Khalid EL GHOUDRI : Encadrant professionnel Monsieur Tarik JAROU : Encadrant pédagogique

(Du 3 Juillet 2017 au 31 Juillet 2017)

Année universitaire : 2016/2017

Remerciements

Remerciements Nul ne peut nier que l’obtention d’un stage n’est pas chose aisée, c’est pourquoi je remercie en premier lieu l’usine ASMENT TEMARA - GROUPE VOTORANTIM qui offre d’innombrables opportunités de ce genre, et qui m’a accueilli durant ce mois de stage.

Je tiens à remercier tout particulièrement mon encadrant professionnel, Monsieur Khalid EL GHOUDRI, de m’avoir accordé toute sa confiance en me donnant l’occasion de travailler avec lui, ainsi que pour le grand effort qu’il a fourni, le soutien précieux qu’il m’a apporté et tout le temps qu’il m’a consacré. Mes sincères remerciements vont à mon encadrant pédagogique, Monsieur Tarik JAROU de l’ENSA de Kenitra, de son inestimable contribution à ma formation, et de sa disponibilité pour l’encadrement de mon stage. Je n’oublie surtout pas mes chers parents pour leur soutien moral et matériel, et qui ont toujours répondu présent lors de l’accomplissement de ma mission. Merci enfin, à toutes les personnes qui de près ou de loin, m’ont apporté leur soutien.

Acquérir une expérience professionnelle dans une entreprise de forte notoriété telle que ASMENT TEMARA - GROUPE VOTORANTIM est non seulement un plaisir, mais par-dessus tout un réel aboutissement dans mon cursus universitaire. Ainsi j’ai pu enrichir mes connaissances pratiques en la compagnie de gens compétents que je ne remercierai jamais assez.

Rapport de stage d’initiation

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‫‪Remerciements‬‬

‫شكر و تقدير‬

‫الحمد هلل أولا و آخرا أن وفقني لهذا العمل‪.‬‬

‫لا أحد يستطيع أن ينكر أن الحصول على تدريب للخريجين ليس سهلا‪ ،‬لذلك أشكر أولا مؤسسة إسمنت تمارة‬ ‫ مجموعة فولورونتيم التي توفر فرصا لا تحصى من هذا القبيل‪ ،‬والتي استضافتني خلال فترة تدريب مدتها شهر‬‫واحد‪.‬‬

‫وأود بصفة خاصة أن أشكر مؤطر التدريب‪ ،‬السيد خالد الغودري‪ ،‬لإعطائي كل ثقته بتمكيني من العمل معه‪،‬‬ ‫و على الجهد الكبير الذي قدمه لي و دعمه الذي لا يقدر بثمن‪ ،‬و كذا كل الوقت الذي كرسه من أجلي‪.‬‬

‫وأتقدم بخالص الشكر أيضا إلى مؤطري الدراسي في هذا التدريب‪ ،‬السيد طارق جارو من المدرسة الوطنية‬ ‫للعلوم التطبيقية بالقنيطرة‪ ،‬لمساهمته القيمة في تأهيلي‪ ،‬و تأطيري خلال هذا التدريب‪.‬‬

‫و لا أنسى خصوصا والدي العزيزين لما قداماه لي من دعم معنوي و مادي‪ ،‬و قد كانوا دائما بجانبي خلال فترة‬ ‫تدريبي‪.‬‬

‫شكرا أخيرا‪ ،‬لكل شخص ساهم من قريب أو بعيد في تقديم الدعم لي‪.‬‬

‫اكتساب الخبرة بالعمل في شركة ذات سمعة عالية مثل إسمنت تمارة ‪ -‬مجموعة فولورونتيم ليس فقط متعة‪،‬‬ ‫ولكن قبل كل شيء إنجاز حقيقي في مساري الجامعي‪ .‬و بهذا تمكنت من إثراء معارفي العملية بصحبة أشخاص‬ ‫لن أستطيع أن أذلي لهم تمام الشكر مهما فعلت‪.‬‬

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‫‪Rapport de stage d’initiation‬‬

Remerciements

Thanks No one can deny that getting an internship is not easy, so I first thank ASMENT TEMARA VOTORANTIM GROUP industry for offering countless opportunities of this kind, and welcoming me during this month internship.

I would particularly like to thank my internship sponsor, Mr. Khalid EL GHOUDRI, for giving me all his confidence by providing me the opportunity to work with him, as well as for the great effort he has done, the valuable support he gave me and all the time he devoted to me.

My sincere thanks also go to my pedagogic internship supervisor, Mr. Tarik JAROU from ENSA Kenitra, for its invaluable contribution to my training, and availability for supervising my internship. I also testify my gratitude to all members of the jury of the time allowed to evaluate my work.

I do not forget especially my dear parents for their moral and material support, and who have always been there in the fulfillment of my mission.

Thank you, finally, to all the people who from near or far, have given me their support.

Gaining work experience in a high-profile company like ASMENT TEMARA - VOTORANTIM GROUP is not only a pleasure, but also a real achievement in my university course. Thus I could enrich my practical knowledge in the company of good people that I will never thank enough.

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Table des matières

Table des matières REMERCIEMENTS .................................................................................................................................................................... 2 TABLE DES MATIERES ........................................................................................................................................................... 5 LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................................................ 7 LISTE DES FIGURES................................................................................................................................................................. 8 INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................................................................... 10 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE D’ACCUEIL ............................................................................... 11 PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ASMENT TEMARA : ................................................................................................ 11 1.1 L’emplacement de l’entreprise : ............................................................................................................................. 11 1.2 Fiche technique de l’entreprise : ............................................................................................................................ 12 1.3 Domaines d’activités de l’entreprise : .................................................................................................................... 12 1.4 Historique de l’entreprise : .................................................................................................................................... 13 2. ORGANIGRAMME DE LA SOCIETE : ................................................................................................................................... 13 2.1 Organigramme : ..................................................................................................................................................... 14 3. PROCESSUS DE FABRICATION DU CIMENT : ....................................................................................................................... 15 3.1 Pré-homogénéisation : ........................................................................................................................................... 15 3.2 Broyage Cru : ......................................................................................................................................................... 15 3.3 Production de Clinker : .......................................................................................................................................... 15 3.4 Cuisson : ................................................................................................................................................................. 16 3.5 Broyage ciment : .................................................................................................................................................... 16 3.6 Livraison : .............................................................................................................................................................. 17 4. PRESENTATION DU SERVICE (LIEU DE DEROULEMENT DE STAGE) :................................................................................... 17 1.

CHAPITRE 2 : NOTIONS THEORIQUES ............................................................................................................................ 18 1.

2.

3.

4.

5.

6.

PUISSANCE EN REGIME ALTERNATIF : .............................................................................................................................. 18 1.1 Signification physique : .......................................................................................................................................... 18 1.2 kW et kWh :............................................................................................................................................................. 18 1.3 Puissance instantanée : .......................................................................................................................................... 19 1.4 Puissance active : ................................................................................................................................................... 19 1.5 Puissance réactive :................................................................................................................................................ 19 1.6 Puissance apparente : ............................................................................................................................................ 19 1.7 Compensation du facteur de puissance : ................................................................................................................ 20 SYSTEME ALTERNATIF SINUSOÏDAL TRIPHASE EQUILIBRE : .............................................................................................. 20 2.1 Définition : ............................................................................................................................................................. 20 2.2 Avantages du système triphasé : ............................................................................................................................. 21 2.3 Puissance dans un circuit triphasé :....................................................................................................................... 21 2.4 Relèvement du facteur de puissance :..................................................................................................................... 21 2.5 Connexion d’un récepteur triphasé : ...................................................................................................................... 22 TRANSFORMATEUR DE PUISSANCE TRIPHASE : ................................................................................................................. 23 3.1 Définition : ............................................................................................................................................................. 23 3.2 Equation de base : .................................................................................................................................................. 23 3.3 Objectif : ................................................................................................................................................................. 24 3.4 Couplage de transformateurs triphasés : ............................................................................................................... 24 RESEAU DE DISTRIBUTION ELECTRIQUE : ......................................................................................................................... 26 4.1 Généralités : ........................................................................................................................................................... 26 4.2 Processus : ............................................................................................................................................................. 27 APPAREILLAGE DE COMMANDE ELECTRIQUE : ................................................................................................................. 28 5.1 Arc électrique à l’ouverture d’un circuit : ............................................................................................................. 28 5.2 Appareillage de commande, de signalisation et de protection : ............................................................................. 28 MOTEURS ELECTRIQUES ASYNCHRONES : ........................................................................................................................ 33 6.1 Rôle : ...................................................................................................................................................................... 33 6.2 Structure : ............................................................................................................................................................... 33 6.3 Principe de fonctionnement :.................................................................................................................................. 35 6.4 Le bobinage : .......................................................................................................................................................... 40 6.5 Branchement étoile et branchement triangle : ....................................................................................................... 40 6.6 Plaque signalétique : .............................................................................................................................................. 41 6.7 Glissement : ............................................................................................................................................................ 42

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Table des matières 6.8 6.9 6.10

Fonctionnement du moteur :................................................................................................................................... 42 Démarrage d’un moteur asynchrone : ................................................................................................................... 42 Freinage de la vitesse d’un moteur asynchrone : ................................................................................................... 42

CHAPITRE 3 : TACHES EFFECTUEES ............................................................................................................................... 44 1.

2.

3.

4.

5.

POSTE SOURCE DE L’ENTREPRISE ASMENT TEMARA :................................................................................................. 44 1.1 Description : ........................................................................................................................................................... 44 1.2 Sectionneur de ligne : ............................................................................................................................................. 45 1.3 Disjoncteur de ligne : ............................................................................................................................................. 46 1.4 Sectionneur d’aiguillage du jeu de barres : ........................................................................................................... 46 1.5 Isolateur : ............................................................................................................................................................... 46 1.6 Transformateur de puissance : ............................................................................................................................... 47 COMPENSATION D’ENERGIE REACTIVE :........................................................................................................................... 48 2.1 Compensation globale, partielle et individuelle :................................................................................................... 48 2.2 Types de compensation au sein de la cimenterie :.................................................................................................. 50 TRANSFORMATIONS ELEMENTAIRES : .............................................................................................................................. 51 3.1 Transformateur 5500V - 380V : ............................................................................................................................. 51 3.2 Transformateur 380V - 220V : ............................................................................................................................... 51 3.3 Transformateur 220V - 24V : ................................................................................................................................. 52 ENTRETIEN ET MAINTENANCE DES APPAREILS ET MACHINES ELECTRIQUES : ................................................................... 52 4.1 Entretien de la boite rotorique des moteurs asynchrones d’usine : ....................................................................... 52 4.2 Mesure d’isolement : .............................................................................................................................................. 54 DEMARRAGE ET PROTECTION DU MOTEUR PRINCIPAL DU BROYEUR A CIMENT : .............................................................. 58 5.1 Présentation : ......................................................................................................................................................... 58 5.2 Plaque signalétique : .............................................................................................................................................. 59 5.3 Avantages et inconvénients du moteur principal du broyeur : ............................................................................... 59 5.4 Démarrage du moteur par élimination des résistances rotoriques : ...................................................................... 60

CONCLUSION GENERALE ................................................................................................................................................... 62 BIBLIOGRAPHIE ..................................................................................................................................................................... 63

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Liste des tableaux

Liste des tableaux Tableau 1 : Fiche technique de l'entreprise ASMENT TEMARA ............................................................................. 12 Tableau 2 : Calculs des puissance en régime triphasé ................................................................................................ 21 Tableau 3 : Couplages normalisés ............................................................................................................................. 26 Tableau 4 : Les différents domaines de tension.......................................................................................................... 26

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Liste des figures

Liste des figures Figure 1 : Vue globale de l'entreprise ASMENT TEMARA ...................................................................................... 11 Figure 2 : Localisation de l'entreprise ASMENT TEMARA ..................................................................................... 12 Figure 3 : Organigramme de l'entreprise .................................................................................................................... 14 Figure 4 : Vue globale du processus ........................................................................................................................... 15 Figure 5 : Pré-homogénéisation .................................................................................................................................. 15 Figure 6 : Broyage Cru ............................................................................................................................................... 15 Figure 7 : Production de Clinker ................................................................................................................................ 16 Figure 8 : Cuisson ....................................................................................................................................................... 16 Figure 9 : Broyage ciment .......................................................................................................................................... 16 Figure 10 : Livraison .................................................................................................................................................. 17 Figure 11 : Diagramme de puissance en régime alternatif ......................................................................................... 19 Figure 12 : Diagramme de puissance avant et après la compensation ........................................................................ 20 Figure 13 : Système triphasé ...................................................................................................................................... 21 Figure 14 : Compensation de l'énergie réactive .......................................................................................................... 21 Figure 15 : Amélioration du facteur de puissance en régime monophasé et triphasé ................................................. 22 Figure 16 : Plaque à bornes ........................................................................................................................................ 22 Figure 17 : Couplage étoile ........................................................................................................................................ 22 Figure 18 : Couplage triangle ..................................................................................................................................... 22 Figure 19 : Transformateur de puissance triphasé ...................................................................................................... 23 Figure 20 : Transformateur monophasé idéal ............................................................................................................. 24 Figure 21 : Schéma de la connexion étoile ................................................................................................................. 24 Figure 22 : Schéma de la connexion triangle.............................................................................................................. 25 Figure 23 : Schéma de connexion zigzag ................................................................................................................... 25 Figure 24 : Schéma général du processus ................................................................................................................... 27 Figure 25 : Schéma simplifié du processus ................................................................................................................ 27 Figure 26 : Réalisation d'un arc électrique ................................................................................................................. 28 Figure 27 : Interrupteur............................................................................................................................................... 28 Figure 28 : Fusible ..................................................................................................................................................... 29 Figure 29 : Sectionneur............................................................................................................................................... 29 Figure 30 : Disjoncteur ............................................................................................................................................... 30 Figure 31 : Contacteur ................................................................................................................................................ 31 Figure 32 : Relais thermique ...................................................................................................................................... 31 Figure 33 : Bilame ...................................................................................................................................................... 32 Figure 34 : Relais électromagnétique ......................................................................................................................... 32 Figure 35 : Moteur asynchrone ................................................................................................................................... 33 Figure 36 : Fines tôles métalliques d'un stator............................................................................................................ 33 Figure 37 : Structure générale .................................................................................................................................... 33 Figure 38 : Stator ........................................................................................................................................................ 34 Figure 39 : Rotor bobiné ............................................................................................................................................. 34 Figure 40 : Moteur asynchrone à rotor bobiné ........................................................................................................... 34 Figure 41 : Cage d'écureuil ......................................................................................................................................... 35 Figure 42 : Les tôles ................................................................................................................................................... 35 Figure 43 : Principe d'un moteur asynchrone ............................................................................................................. 36 Figure 44 : Champ magnétique rotatif produit dans un moteur asynchrone............................................................... 36 Figure 45 : Champ magnétique produit autour de l'enroulement simplifié et d'un seul fil ......................................... 36 Figure 46 : Champ magnétique rotatif produit sur l'enroulement simplifié ............................................................... 38 Figure 47 : Effet du f.é.m sur un conducteur fermé.................................................................................................... 38 Figure 48 : Rotor de cage d'écureuil qui est plus couramment utilisé dans les moteurs à induction .......................... 39 Figure 49 : Le champ magnétique rotatif produit un couple sur le rotor comme le boîtier de bobinage simple ........ 39 Figure 50 : Couches minces de lame de fer qui sont emballées dans le rotor ............................................................ 39 Figure 51 : Plaque à bornes d'une machine asynchrone triphasée .............................................................................. 40 Figure 52 : Moteur asynchrone triphasé ..................................................................................................................... 40 Figure 53 : Couplage du stator en étoile et en triangle ............................................................................................... 41 Figure 54 : Plaque signalétique d'un moteur asynchrone ........................................................................................... 41 Rapport de stage d’initiation

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Liste des figures Figure 55 : Caractéristique couple vitesse d’un moteur asynchrone .......................................................................... 42 Figure 56 : Schéma électrique du poste source .......................................................................................................... 44 Figure 57 : Système de protection .............................................................................................................................. 45 Figure 58 : Sectionneur haute tension ........................................................................................................................ 45 Figure 59 : Disjoncteur de ligne ................................................................................................................................. 46 Figure 60 : Isolateur.................................................................................................................................................... 46 Figure 61 : Transformation 60kV - 5,5kV .................................................................................................................. 47 Figure 62 : Transformateur de puissance.................................................................................................................... 47 Figure 63 : Compensation globale .............................................................................................................................. 48 Figure 64 : Condensateur de compensation globale ................................................................................................... 48 Figure 65 : Compensation partielle............................................................................................................................. 49 Figure 66 : Condensateur de compensation partielle .................................................................................................. 49 Figure 67 : Compensation individuelle....................................................................................................................... 50 Figure 68 : Condensateur de compensation individuelle ............................................................................................ 50 Figure 69 : Transformateur 5500V - 380V ................................................................................................................. 51 Figure 70 : Transformateur 380V - 220V ................................................................................................................... 52 Figure 71 : Transformateur 220V - 24V ..................................................................................................................... 52 Figure 72 : Remplacement des balais usés ................................................................................................................. 53 Figure 73 : Nettoyage et soufflage d'un moteur asynchrone ...................................................................................... 53 Figure 74 : Serrage d'un moteur asynchrone .............................................................................................................. 53 Figure 75 : Moteur asynchrone avec des RAC ........................................................................................................... 54 Figure 76 : Graissage des roulements d'un moteur asynchrone .................................................................................. 54 Figure 77 : Retirer la clavette ..................................................................................................................................... 55 Figure 78 : Démontage flasque avant ......................................................................................................................... 55 Figure 79 : Démontage capot arrière ......................................................................................................................... 55 Figure 80 : Démontage goupille ventilateur ............................................................................................................... 56 Figure 81 : Extraire le ventilateur ............................................................................................................................... 56 Figure 82 : Démontage flasque arrière ....................................................................................................................... 56 Figure 83 : Sortir le rotor et extraire le circlips .......................................................................................................... 57 Figure 84 : Extraire les roulements avant et arrière .................................................................................................... 57 Figure 85 : Contrôle de continuité des bobinages ...................................................................................................... 57 Figure 86 : Contrôle de l'isolement entre les bobinages ............................................................................................. 58 Figure 87 : Contrôle de l'isolement entre les bobinages et la carcasse du moteur ...................................................... 58 Figure 88 : Chauffage du stator à l'aide d'un projecteur ............................................................................................. 58 Figure 89 : Moteur du broyeur à ciment ..................................................................................................................... 59

Rapport de stage d’initiation

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Introduction générale

Introduction générale Dans le cadre de mon stage d’initiation en génie électrique à l’école nationale des sciences appliquées (ENSA) de Kenitra, j’effectue un stage d’un mois qui a débuté le 03/07/2017 au sein de la cimenterie ASMENT TEMARA - GROUPE VOTORANTIM, située à 15 Km sud de Rabat, et qui a été créée en 1976 dans le but de satisfaire les besoins de la ville de Rabat en ciment. Faisant partie de l’équipe service électrique, cette expérience professionnelle a consisté essentiellement en l’exploitation de mes acquis en matière d’électrotechnique, mesures électriques et installations électriques industrielles, afin de gérer les équipements électriques de la cimenterie ASMENT TEMARA. Ce stage d’un mois au département de Maintenance – Service électrique représente pour moi l’opportunité tant attendue de découvrir le poste source de l’usine, ses installations et ses moteurs électriques. L’objectif de ce stage était de me placer dans une équipe d ‘exécutants afin qu’il s’interroge sur le contenu et l’organisation du travail d’une équipe, des relations professionnelles et des conditions de travail. J’ai abordé ce travail comme l’aurait fait un intérimaire inexpérimenté, j’ai essayé d’atteindre les objectifs que l’on m’assignait en tant que responsable dans le support technique. Ce rapport s’organise en trois chapitres : Premier chapitre : donne une vision globale sur la cimenterie ASMENT TEMARA - Groupe VOTORANTIM. Nous présentons l’entreprise, sa structure et organisation générale, ses domaines d’activité, son historique et la structure concernée par le stage. Deuxième chapitre : Bien que notre stage ait été essentiellement pratique, il n'a pas laissé à la marge l'enrichissement de nos connaissances théoriques. En effet, il nous a permis d'acquérir des notions élémentaires sur la puissance en régime alternatif, systèmes triphasés, transformateurs, réseaux électriques, moteurs asynchrones et installations industrielles. Troisième chapitre : L’objectif de ce chapitre est de détailler l’ensemble des éléments électriques observés et des tâches effectuées (dans le cadre électrique).

Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil

Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil Le présent chapitre donne une vision globale sur la cimenterie ASMENT TEMARA - Groupe VOTORANTIM. Nous présentons l’entreprise, sa structure et organisation générale, ses domaines d’activité, son historique, processus de production et la structure concernée par le stage.

1. Présentation de l’entreprise ASMENT TEMARA : Asment Témara a été créée par feu Monsieur Omar LARAQUI en 1979 comme entreprise familiales, et en 1996 le Groupe CIMPOR a détenu la majorité du capital jusqu’en Juillet 2012, le Groupe Votorantim a récupéré le Groupe CIMPOR (détenu à 94% par Votorantim) dont la société d’Asment Témara. Le Groupe Votorantim1 fait partie des dix plus grands cimentiers du monde qui se situe parmi les dix premières entreprises mondiales du ciment, béton et granulat.

Figure 1 : Vue globale de l'entreprise ASMENT TEMARA

1.1

L’emplacement de l’entreprise :

ASMENT TEMARA est localisé à 15 Km de RABAT, dans la zone industrielle de TEMARA sur le territoire commercial AIN ATIQ. Avec une superficie de 28 hectares. La figure suivante montre l’emplacement de l’entreprise :

1

Groupe Votorantim : est l’un des plus grands conglomérats industriels d’Amérique Latine qui opère dans plusieurs secteurs d’activités tels que les banques et finances, la sidérurgie, les métaux, l’énergie et le BTP …

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Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil

Figure 2 : Localisation de l'entreprise ASMENT TEMARA

1.2

Fiche technique de l’entreprise :

Raison sociale Date de création Forme juridique Secteur d’activité N° CNSS Adresse du siège social Téléphone Fax Capital Effectif Répartition de l’effectif 2013 Directeur général Directeur des ressources humaines Responsable de la formation Site web

ASMENT DE TEMARA 1976 Société anonyme (S.A) Bâtiment et travaux publics 1584433 Route de Casablanca, Ain Atiq, Témara 05 37 74 07 77 05 37 61 02 22 495 000 000 DH 214 personnes Cadres : 37 Maitrise : 40 Ouvrier : 141 M. Brahim LARAQUI M. Khalid GOUZA Mlle. Rajae ELKHAYABI www.votorantimcimentos.ma

Tableau 1 : Fiche technique de l'entreprise ASMENT TEMARA

1.3

Domaines d’activités de l’entreprise :

L’entreprise fabrique et commercialise trois produits : Le ciment, le béton et le granulat. 1.3.1

Ciment

ASMENT TEMARA produit cinq types de ciments et sont distincts par leur composition, résistance et usage, à savoir : Le CPJ 35, CPJ 45, CPJ 55 et CPJ 65. Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil

Le ciment d’ASMENT TEMARA fait l’objet de contrôles réguliers et approfondis à chaque étape du processus de fabrication, garantissant ainsi la conformité de produit fini à la norme marocaine NM 1001004. ASMENT TEMARA approvisionne en ciment les villes de Rabat, Salé, Témara, Kénitra, Tiflet, Mohammedia et même, en partie, Casablanca qui n’est qu’à 70 Km de l’usine. 1.3.2

Béton

ASMENT TEMARA dispose de six centrales qui produisent du béton prêt à l’emploi. Grâce à un processus de production répondant aux normes de qualité, d’environnement et de sécurité, ASMENT TEMARA s’efforce à satisfaire le client et mettant à sa disposition une large gamme de produits. 1.3.3

Granulats

L’entité GRABEMARO, située à Benslimane, constitue la première carrière Granulat d’ASMENT TEMARA. Elle dispose d’une station de concassage qui produit 800 000 tonnes de Granulats destinés au béton, terrassement ou la préfabrication. Elle dispose également d’une station de lavage de sable concassé. 1.4

Historique de l’entreprise :

 ASMENT TEMARA, fondée en 1976 par Feu Omar LARAQUI, elle a commencé la production du ciment en 1979 avec une capacité de 640 000 tonnes par an.  En 1986, le fuel est remplacé par le charbon et le coke de pétrole, en vue de rationaliser les coûts de production.  En 1996, le groupe portugais CIMPOR a détenu la majorité du capital d’ASMENT TEMARA.  En parallèle, le Groupe CIMPOR a créé la filiale BETOCIM spécialisée dans la fabrication et la commercialisation du béton prêt à l’emploi.  L’usine a pu doubler sa capacité de production qui atteint aujourd’hui 1,2 million de tonnes avec un débit journalier de 2900 tonnes de clinker et 4000 tonnes de ciment et une capacité d’expédition de plus de 400 tonnes/heure de ciment en sac et 1000 tonnes/jour minimum de ciment sur palettes.  En 2012, ASMENT TEMARA a été rachetée par le groupe brésilien VOTORAMTIM, l’un des plus grands conglomérats industriels d’Amérique Latine, et c’est dans le cadre d’achat de la quasitotalité des actions de CIMPOR.  En 2013, ASMENT TEMARA absorbe la filiale BETCIM et crée la filiale GRABEMARO spécialisée dans la production du granulat. ASMENT TEMARA a mis en place un système de management intégré conforme aux exigences des normes ISO 9001 VERSION 2008 et 14001 VERSION 2004 relatives au management de la qualité et de l’environnement.

2. Organigramme de la société : C’est une représentation schématique des liens et des relations fonctionnels, organisationnels et hiérarchiques qui existent entre les éléments et les individus de l’entreprise ASMENT TEMARA et met en évidence sa structure organisationnelle.

Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil Organigramme : 2.1

Dépt. Production

Directeur marketing et commercial

Dépt. Maintenance

Sce. Electrique Responsable Automatisme et instrumentation

Sce. Mécanique, Carrières Bks et Ensachage

Sce. Mécanique, Cuissons, Utilités et Atelier

Sce. Bureau des méthodes

Sce. Sécurité

Dépt. Carrières, Concassage et Laboratoire

Directeur d’usine

Dépt. Optimisation

Sce. Qualité et Environnement

Administrateur Directeur Général Délégué (CEO MAROC)

Cadre Financier

Responsable Comptabilité et reporting

Responsable Contrôle crédit et facturation

Sce. Contrôle de Gestion

Dépt. Contrôle interne

CFO

Responsable Contrôle crédit et facturation Ciment et Granulat

Ingénieur Informaticien

Dir. Dévelop. Industriel et investissement

Sce. Bureau d’Etudes

Dir. Des Ressources Humaines

Sce. Admini. Du Personnel et Affaires

générales

Sce. Développement RH

Head of Legal

Dir. Achats et Logistique

Responsable Logistique

Section. Magasin

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Figure 3 : Organigramme de l'entreprise

3. Processus de fabrication du ciment :

Figure 4 : Vue globale du processus

3.1

Pré-homogénéisation :

Tout commence par l'extraction du calcaire, la matière première principale dans le ciment. La matière est extraite des carrières, concassée et stockée dans les tas de pré-homogénéisation. A cette étape, les premiers échantillons sont collectés pour l'analyse et la composition chimique du calcaire est déterminée, y compris le calcium, le silicium, les teneurs en fer et en aluminium…

Figure 5 : Pré-homogénéisation

3.2

Broyage Cru :

Le calcaire est mélangé avec la marne et des additifs spécifiques, comme les minerais de fer, l’aluminium ou matière co-traitées de remplacement, broyé, et ensuite il est réduit à une très fine poudre connue farine crue. Un filtre installé dans le broyeur empêche des émissions de poussière à l'atmosphère dans cette étape. La farine crue est alors stockée dans des silos d'homogénéisation spéciaux jusqu'à ce qu'elle soit alimentée au four rotatif.

Figure 6 : Broyage Cru

3.3

Production de Clinker :

Avant d’entrer dans le four rotatif, le cru passe par une tour de pré-calcination avec des cyclones où il est chauffé par des gaz chauds provenant du four qui peut s'étendre jusqu'à 1.450°C. Ceci assure que le Rapport de stage d’initiation

15

cru entre dans le four à une température approximative de 900°C. La matière créée à cette étape est appelée le clinker, un produit.

Figure 7 : Production de Clinker

3.4

Cuisson :

Pour finaliser le processus de production du clinker, la matière sortante du four est envoyée à un refroidisseur où sa température est réduite à moins de 100°C. Un filtre installé à la sortie de l'équipement libère l'air du processus de refroidissement à l'atmosphère sans polluants. À cette étape, les nouveaux échantillons sont collectés et le clinker est transporté aux silos et à des trémies où il est stocké avec les autres matières additives qui entrent dans le ciment: gypse, calcaire, pouzzolane ou laitier. Le pourcentage intermédiaire qui constitue la base du ciment.

Figure 8 : Cuisson

3.5

Broyage ciment :

Dans cette étape, le mélange de clinker et des additifs vont au broyeur ciment où tous les composants sont broyés jusqu'à ce qu'ils atteignent la finesse idéale, résultant un ciment de qualité supérieure.

Figure 9 : Broyage ciment

Rapport de stage d’initiation

16

3.6

Livraison :

Après le broyage du ciment, le ciment est stocké dans des silos, là où il reste jusqu'à ce qu'il soit mis en sac ou commercialisé en vrac, expédié par camion, train ou navires.

Figure 10 : Livraison

4. Présentation du service (lieu de déroulement de stage) : Le service électrique est devenu un moteur essentiel dans le développement de la société ASMENT TEMARA. La bonne réalisation d’un chantier passe avant tout par la bonne préparation de celui-ci. C’est le rôle du responsable et ses principales fonctions en temps du service électrique sont : - Gestion des équipes d’électriciens; - Relevés techniques sur sites; - Approvisionnement du matériel; - Maintenance industrielle. - Suivi des chantiers avec les clients. Il est accompagné d’un dessinateur, qui s’occupe de réaliser l’ensemble des schémas électriques des armoires qui seront produites par l’atelier électrique. Dès lors que la conception d’une armoire électrique a été correctement définie, son schéma de raccordement est transmis à l’atelier électrique et la partie réalisation peut ainsi débuter. C’est la tâche des électriciens, qui sont chargés de réaliser des coffrets électriques de toutes tailles et de toutes puissances. Une fois terminées, les armoires électriques sont acheminées sur site et ainsi peut commencer la partie pose et raccordement du matériel. Les équipes d’électriciens ont pour but de raccorder les différents organes qui seront pilotés par l’armoire électrique (pompes, vannes, moteurs, capteurs,…) afin de satisfaire les besoins de l’installation.

Rapport de stage d’initiation

17

Chapitre 2 : Notions théoriques

Chapitre 2 : Notions théoriques Bien que notre stage ait été essentiellement pratique, il n'a pas laissé à la marge l'enrichissement de nos connaissances théoriques. En effet, il nous a permis d'acquérir des notions élémentaires sur la puissance en régime alternatif, systèmes triphasés, transformateurs, réseaux électriques, moteurs asynchrones et installations industrielles.

1. Puissance en régime alternatif : Dans un circuit électrique en régime alternatif, la puissance s'exprime de façon particulière en raison du caractère périodique des fonctions manipulées. Il est possible de déterminer plusieurs types de grandeurs homogènes à des puissances, ayant chacune une signification particulière. 1.1

Signification physique :

En physique, la puissance reflète la vitesse à laquelle un travail est fourni. C'est la quantité d'énergie par unité de temps fournie par un système à un autre. La puissance correspond donc à un débit d'énergie : si deux systèmes de puissances différentes fournissent le même travail (la même énergie), le plus puissant des deux est celui qui est le plus rapide. La capacité d'un système à fournir un travail en un temps donné s'exprime par le rapport : W P (1) t 1.2

kW et kWh :

Le kW (kilo-Watt) est une unité de puissance, le kWh (kilo-Watt-heure) est une unité de travail ou d'énergie.

On dira d'une lampe qui développe une puissance lumineuse de 60 Watts, qu'elle est moins puissante qu'une lampe de 100 watts. Mais on dira également que sa consommation en 24 heures est de : 60 W x 24 h = 1440 Wh = 1,44 kWh. D'une manière générale, Énergie = Travail = Consommation Énergie = Puissance × Temps De même, Rapport de stage d’initiation

18

Chapitre 2 : Notions théoriques

Puissance = Énergie / Temps 1.3

Puissance instantanée :

On définit la puissance instantanée par :

p t   v t  i t 

(2)

L’énergie échangée entre la source et dipôle est : t

w  t    p   d

(3)

0

1.4

Puissance active :

La puissance active (ou puissance réelle) correspond à la puissance moyenne consommée sur une période. La puissance active est utilisée pour générer un travail (mettre en mouvement un moteur) ou de la chaleur. Elle correspond à la puissance « consommée » par le récepteur, c’est la seule puissance qui peut être transformée en énergie mécanique, thermique, lumineuse … La puissance active est notée P et est exprimée en watt (W). Son expression est : V U P  Veff U eff cos   max max cos  (4) 2 cos  correspond au facteur de puissance2. 1.5

Puissance réactive :

La puissance réactive correspond, lorsqu'elle est « consommée », par exemple à l'établissement du champ magnétique dans les machines électriques (transformateurs, machine asynchrone …). Elle sert à la magnétisation des circuits magnétiques des machines électriques (transformateurs, moteurs, …). Si la puissance réactive prélevée par les consommateurs est trop élevée par rapport à la puissance active, l'augmentation du courant dans le réseau électrique entraine des pertes thermiques, des surcharges des transformateurs de distribution, l'échauffement des câbles d'alimentation et des chutes de tension, il est donc primordial d'y remédier. La puissance réactive est notée Q et exprimée en voltampère réactif (VAR). Son expression est : V U Q  Veff U eff sin   max max sin  (5) 2 1.6

Puissance apparente :

La puissance apparente en régime alternatif est le produit de la valeur efficace de la tension électrique aux bornes du dipôle par la valeur efficace du courant électrique traversant ce dipôle. Elle permet de dimensionner les appareils électriques. La puissance apparente est notée S et exprimée en voltampère (VA). Son expression est : * P  Veff .U eff  P  jQ (6)

Figure 11 : Diagramme de puissance en régime alternatif

2

Le facteur de puissance : égal au cosinus du déphasage entre le courant et la tension.

Rapport de stage d’initiation

19

Chapitre 2 : Notions théoriques 1.7

Compensation du facteur de puissance :

Le facteur de puissance est le rapport de la puissance réelle sur la puissance complexe. Son expression est : P P f p  cos    (7) S P2  Q2 On a aussi : Q (8) P   Q   f p  cos   cos  Arctan    (9)  P   Il est préférable de compenser cette puissance réactive en améliorant le facteur de puissance, par l'installation de systèmes « produisant » de l'énergie réactive. Ces systèmes peuvent être des condensateurs montés en parallèle ou des ensembles d'inductances et de condensateurs (ensembles qui peuvent être automatisés). Le but est d’augmenter le facteur de puissance (habituellement, on veut ramener le facteur de puissance près de 1). Donc, d’après la formule (7), il faut diminuer la puissance réactive Q. tan  

Figure 12 : Diagramme de puissance avant et après la compensation

2. Système alternatif sinusoïdal triphasé équilibré : 2.1

Définition :

Un système triphasé équilibré de tensions (ou de courants) est formé de 3 grandeurs sinusoïdales de même valeurs efficace et de même fréquence et déphasées de 120° les unes par rapport aux autres. On a :  V  t   V 2 sin t   1  2   V2  t   V 2 sin  t   (10) 3     2   V3  t   V 2 sin  t   3       U12  t   U 2 sin  t  6        U 23  t   U 2 sin  t   2    7   U 31  t   U 2 sin  t   6   

(11)

Avec la valeur efficace de la tension composée : U  3V . Rapport de stage d’initiation

20

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 13 : Système triphasé

2.2

Avantages du système triphasé :

Par rapport au système monophasé, le système triphasé permet :  Le transport de puissance avec moins de pertes en ligne.  Une économie de fil conducteur.  Avoir plusieurs tensions à disposition (220V et 380V).

Puissance

2.3

Puissance dans un circuit triphasé : Active P

Couplage étoile 3VI cos 

Couplage triangle 3UJ cos 

Couplage quelconque 3UI cos 

Réactive Q

3VI sin 

3UJ sin 

3UI sin 

Apparente S

3VI

3UJ

3UI

Tableau 2 : Calculs des puissance en régime triphasé

Avec I  3J . 2.4

Relèvement du facteur de puissance :

Lorsqu’une installation électrique présente un faible facteur de puissance, les courants absorbés en ligne augmentent pour le transport d’une puissance active donnée. Ceci engendre des pertes supplémentaires dans les lignes électriques, entraînant un surcoût pour de distributeur d’énergie. Le fournisseur de l’énergie impose aux industriels un facteur de puissance minimal à respecter (ex : 0,9). Une solution consiste à placer en tête de l’installation une batterie de condensateurs qui vont fournir de la puissance réactive cette technique est appelé compensation de l’énergie réactive.

Figure 14 : Compensation de l'énergie réactive

On a : Q’ = Q + QC et Q’ = P.tan(φ’)

Rapport de stage d’initiation

21

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 15 : Amélioration du facteur de puissance en régime monophasé et triphasé

2.5

Connexion d’un récepteur triphasé :

Les trois dipôles qui constituent le récepteur triphasé sont reliés à six bornes conventionnellement disposées comme l'indique la figure ci-dessous. L'avantage de cette disposition est de permettre la réalisation des deux couplages avec des barrettes d'égale longueur, la distance entre deux bornes contiguës étant constante. L'appareil est fourni avec trois barrettes identiques dont la longueur permet un câblage horizontal ou vertical. On doit utiliser ces barrettes de connexion afin de réaliser les couplages désirés.

Figure 16 : Plaque à bornes

2.5.1

Couplage étoile (Y) :

Le couplage étoile des enroulements (couplage le plus fréquent) s'obtient en plaçant deux barrettes de connexions de la manière suivantes :

Figure 17 : Couplage étoile

2.5.2

Couplage triangle (Δ) :

Le couplage triangle des enroulements s'obtient en plaçant trois barrettes de connexions de la manière suivante :

Figure 18 : Couplage triangle

Rapport de stage d’initiation

22

Chapitre 2 : Notions théoriques

3. Transformateur de puissance triphasé : 3.1

Définition :

Un transformateur de puissance est un composant électrique haute-tension essentiel dans l'exploitation des réseaux électriques. Sa définition selon la commission électrotechnique internationale est la suivante : « 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 ». Sa principale utilité est de réduire les pertes dans les réseaux électriques. Il peut être monophasé ou triphasé et recevoir divers couplages : étoile, triangle et zigzag.

Figure 19 : Transformateur de puissance triphasé

Symbole d’un transformateur triphasé :

3.2

Equation de base :

On a : m

U 2 N 2 I1   U1 N1 I 2

(12)

Avec m facteur de transformation. Il y aura une égalité des puissances apparentes : S1 = S2.

Rapport de stage d’initiation

23

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 20 : Transformateur monophasé idéal

3.3

Objectif :

Le transport d'électricité entraîne des pertes dues à l'effet Joule, qui dépendent de l'intensité I, de la tension U et de la résistance R de la ligne. Pour du courant triphasé on obtient : 2 Pelectrique 2 (13) PpertesJoule  RI  R 3U 2 Pour une même puissance électrique transmise par la ligne et à résistance égale, les pertes par effet Joule diminuent donc comme le carré de la tension : elles sont divisées par quatre quand la tension double. 3.4 3.4.1

Couplage de transformateurs triphasés : Modes de couplage :

3.4.1.1.1 Connexion étoile :

Dans la connexion étoile chaque enroulement de phase d'un transformateur triphasé est connecté à un point commun (point neutre) qui peut être mis ou non à la terre. L'autre extrémité étant reliée à la borne de ligne correspondante. La tension aux bornes des bobines est la tension entre phases divisée par 3 . Le courant traversant les bobines est le courant de ligne. Elle est représentée par la lettre Y.

Figure 21 : Schéma de la connexion étoile

3.4.1.1.2 Connexion triangle :

Dans la connexion triangle, la connexion des enroulements de phase d'un transformateur triphasé est effectuée de manière à réaliser un circuit fermé. La tension aux bornes des bobines est la tension entre phases. Le courant traversant les bobines est le courant de ligne divisé par 3 . Elle est représentée par la lettre D ou Δ. Il ne peut être mis à la terre.

Rapport de stage d’initiation

24

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 22 : Schéma de la connexion triangle

3.4.1.1.3 Connexion zigzag :

Connexion des enroulements consistant en deux sections d'enroulement, la première section étant connectée en étoile et la seconde en série entre la première section et les bornes de ligne : les deux sections sont disposées de telle sorte que chaque phase de la deuxième section soit enroulée sur une colonne du transformateur différente de celle de la première section à laquelle elle est connectée. Elle est représentée par la lettre Z. Elle combine certains des avantages des connexions étoiles et triangle. Ainsi, elle peut être mise à la terre de la même manière que les connexions étoiles.

Figure 23 : Schéma de connexion zigzag

3.4.2

Couplages normalisés : Symbole

Van/VAN

Montage N1

Y-y

N2 N1

N2 A

a

B

b

C

c

N

n

N1

Y-d

Rapport de stage d’initiation

N2 3 N1

N2 A

a

B

b

C

c

N

n

25

Chapitre 2 : Notions théoriques N2/2

N1

3 N2 2 N1

Y-z

A

a

B

b

C

c

N

n

N1

3

D-y

N2 N1

N2 A

a

B

b

C

c

N

n

N1

N2

N2 N1

D-d

N1/2

2 N2 3 N1

Z-y

N2/2

A

a

B

b

C

c

N

n N2

N1/2

A

a

B

b

C

c

N

n

Tableau 3 : Couplages normalisés

4. Réseau de distribution électrique : 4.1

Généralités :

La production de l’énergie électrique est faite dans des sites de production appelés centrales ou parcs de production, reliés à un réseau assurant :  La gestion optimale de ces parcs de production.  Le transport et la distribution vers des lieux de consommation. Les générateurs des centrales électriques fournissent généralement une tension comprise entre 5 et 20 kV. Cette tension est élevée à une valeur de 400 kV afin d’être transportée vers les centrales de répartition (dispatching) puis la tension est progressivement réduite au plus près de la consommation, pour arriver aux différents niveaux de tension (potentiel) auxquels sont raccordés les consommateurs. A noter que la norme UTE C18-510 défini les niveaux de tension comme indiqué dans le tableau cidessous. Abréviations Dénominations Courant alternatif

TBT

BTA

BTB

Très basse tension

Basse tension A

Basse tension B

Rapport de stage d’initiation

500V < U ≤ 1000V U ≤ 50V 50V < U ≤ 500V Tableau 4 : Les différents domaines de tension

HTA

HTB

Haute tension A

Haute tension B

1000 < U ≤ 50kV

U > 50kV

26

Chapitre 2 : Notions théoriques 4.2

Processus :

Elévateur

Répartition régionale

Production

Abaisseur Transport

Distribution Distributeur

Centrale électrique

Usage public

Industrie lourde

Figure 24 : Schéma général du processus

G 5 à 50 kV

63 kV 90 kV

225 kV 400 kV

20 kV

Poste source

400 V

Poste HT/BT

Figure 25 : Schéma simplifié du processus

4.2.1

 

4.2.2

 

4.2.3

Production de l’énergie électrique :

L’usine de production de l’énergie électrique est la centrale électrique ; Avant d’être transportée, la tension de l’alternateur subit une première transformation, une élévation, à l’aide d’un transformateur élévateur (survolteur). Cette élévation a pour but de réduire les pertes par effet Joule dans les lignes de transport ; Transport de l’énergie électrique :

Au départ de la centrale de production, la tension délivrée par l'alternateur est de 20kV ; Cette tension subit une première transformation, il s'agit d'une élévation vers 400kV ou 225kV. Avec cette valeur on assure un transport longue distance (Sans pertes). Répartition de l’énergie électrique :

Avant d’atteindre le réseau de distribution et de livraison clients, l’énergie électrique passe à travers le Réseau de Répartition dont la finalité est d’acheminer l’électricité du Réseaux de Transport vers les grands centres de consommation tels que les industries lourdes (Cimenterie par exemple), les chemins de fer etc. Les Réseaux de Répartition sont à caractère régional. La tension subit une deuxième transformation, il s'agit d'un abaissement vers 63kV ou 90kV. 4.2.4

Distribution de l’énergie électrique :

Les Réseaux de Distribution sont alimentés directement à partir des Réseaux de Répartition. Rapport de stage d’initiation

27

Chapitre 2 : Notions théoriques

On distingue :  Les Réseaux de Distribution HTA permettant l’acheminement de l’énergie électrique des Réseaux de Répartition aux points de moyenne consommation.  Les Réseaux de Distribution BT permettant d’acheminer l’énergie électrique des Réseaux de Distribution MT aux points de faible consommation dans le domaine public. A proximité du lieu de distribution, cette tension subit une dernière transformation, un abaissement, à l’aide d’un transformateur abaisseur (sous-volteur), qui permet de fournir une tension au client final dans les normes.

5. Appareillage de commande électrique : 5.1

Arc électrique à l’ouverture d’un circuit :

Entre deux électrodes planes soumises à une différence de potentiel U et séparées d'une distance d existe un champ électrique E = U / d. Si la valeur de ce champ est élevée, un arc électrique se forme, résultat de l'ionisation de l'air. Lors d'une manœuvre de coupure d'un circuit par un interrupteur, l'arc prend naissance dès la séparation des contacts, même sous une faible tension. L'arc électrique est un milieu conducteur, de température élevée (jusqu'à 5000°C). On doit considérer que le circuit n'est réellement coupé qu'à l'extinction de l'arc. La longueur de l'arc augmente avec la tension à couper et la section de l'arc augmente avec le courant à couper. Extinction de l'arc se réalise à partir de :  Séparation rapide des électrodes de l'interrupteur.  Soufflage de l'arc par courant d'air ou par effet magnétique.  Choix du diélectrique : substitution d'hexafluorure de soufre (SF6) à l'air (pour interrupteurs de forte puissance). Ce gaz chimiquement inerte présente des qualités diélectriques et un pouvoir d'extinction très supérieur à l'air.

Figure 26 : Réalisation d'un arc électrique

5.2 5.2.1

Appareillage de commande, de signalisation et de protection : Interrupteur :

C’est un composant électrique qui permet d’établir ou de couper le courant électrique. Il peut être manipulé en charge c’est à dire qu’on peut l’actionner ou l’ouvrir alors qu’il est traversé par un courant électrique ; c’est un élément possédant un pouvoir de coupure. Un interrupteur est caractérisé généralement par la tension limite qui peut supporter ainsi que le courant qui peut couper.

Figure 27 : Interrupteur

Rapport de stage d’initiation

28

Chapitre 2 : Notions théoriques

Symbole :

5.2.2

Fusible :

Le coupe-circuit à fusible, en abrégé fusible, est, en électricité et électronique, un organe de sécurité dont le rôle est d'ouvrir un circuit électrique lorsque le courant électrique dans celui-ci atteint une valeur d'intensité donnée pendant un certain temps. Il existe deux types des fusibles :  Fusibles gG : Assurent une protection contre les surcharges et les courts-circuits dans l’installation ou l’équipement électrique.  Fusibles aM : Assurent une protection contre les fortes surcharges et les courts-circuits pour les circuits d’alimentation des moteurs et les transformateurs de commande.

Figure 28 : Fusible

Symbole :

5.2.3

Sectionneur :

Un même réseau pouvant alimenter plusieurs machines, il est impératif que chacune d’entre elles puisse être mise séparément hors tension, cette opération devant être exécutée en toute sécurité. Cet isolement peut être rendu possible par la présence d’un sectionneur. Le sectionneur est un appareil électromécanique capable d’ouvrir ou de fermer un circuit lorsque le courant est nul ou pratiquement nul, afin d’isoler la partie de l’installation en aval du sectionneur. L'objectif peut être d'assurer la sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou bien d'éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement pour Figure 29 : Sectionneur pouvoir en utiliser les autres parties. Un sectionneur n'étant pas prévu pour couper un circuit en charge, ce n'est pas un interrupteur, ce sont les fusibles qui coupent en cas de court-circuit. Symbole :  Fusible sectionneur :

Rapport de stage d’initiation

29

Chapitre 2 : Notions théoriques

 Sectionneur :

5.2.4

Disjoncteur :

Un disjoncteur est un dispositif électromécanique, voire électronique, de protection dont la fonction est d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique. Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs paramètres d'une ligne électrique. Sa principale caractéristique par rapport au fusible est qu'il est réarmable (il est prévu pour ne subir aucun dégât lors de son fonctionnement). C'est un appareil de protection qui comporte deux relais, relais magnétique qui protège contre les courts circuits et un relais thermique qui protège contre les surcharges.

Figure 30 : Disjoncteur

Symbole :

5.2.5

Contacteur :

Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le passage du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique. L'ouverture et la fermeture des contacts s'effectuent grâce à un circuit électromagnétique.

Rapport de stage d’initiation

30

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 31 : Contacteur

Symbole :

5.2.6

Relais électrique :

Son rôle est de protéger tout récepteur ainsi que les équipements qui le commande contre les incidents mécaniques ou électriques pouvant entraîner leur détérioration ou perturber le réseau d’alimentation. 5.2.6.1.1 Relais thermique :

Les relais thermiques protègent les moteurs électriques contre les surintensités. L'augmentation excessive de l'intensité se traduit par un échauffement des enroulements du moteur pouvant entraîner sa destruction. La courbe de déclenchement d'un relais thermique permet le démarrage (forte intensité) d'un moteur à froid grâce à un temps de coupure très long tout en protégeant celui-ci si l'intensité atteint une valeur trop importante à chaud (temps de coupure très court). Un relais thermique comprend trois bilames constitués chacun de deux métaux (nickel et fer ou chrome et fer) assemblés par laminage à froid et dont le coefficient de dilatation est différent. Un enroulement résistant et chauffant entoure les bilames et sont raccordés en série sur chacune des phases, l'échauffement causé par le passage du courant permet la déformation du ou des bilâmes. Cette déformation actionne un contact relié au circuit de commande contacteur qui alimente le moteur. Une fois les bilames refroidies le réarmement est possible soit manuellement soit automatiquement. Pour éviter le déclenchement du relais thermique dû à la variation de la température ambiante, un système de compensation est monté sur les bilames.

Figure 32 : Relais thermique

Rapport de stage d’initiation

31

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 33 : Bilame

Symbole :

5.2.6.1.2 Relais électromagnétique :

Ils sont à maximum de courant et protègent contre les surcharges importantes, protègent les équipements soumis à des pointes de courant fréquentes. Ils sont également utilisables pour assurer une protection contre les courts circuits à condition qu’ils soient associés à un contacteur dont le pouvoir de coupure est suffisant. Le relais électromagnétique est constitué d’un circuit magnétique portant une bobine et des contacts électriques. Le circuit magnétique est fait d’un matériau ferromagnétique. Il sert à canaliser le champ magnétique produit par la bobine. Lorsqu’elle est traversée par un courant, la bobine se comporte comme un aimant. Le circuit magnétique est attiré, et les circuits électriques s’établissent ou s’interrompent.

Figure 34 : Relais électromagnétique

Symbole :

Rapport de stage d’initiation

32

Chapitre 2 : Notions théoriques

6. Moteurs électriques asynchrones : Le moteur asynchrone triphasé est largement utilisé dans l'industrie, sa simplicité de construction en fait un matériel très fiable et qui demande peu d'entretien.

Figure 35 : Moteur asynchrone

6.1

Rôle :

Le moteur asynchrone (ou moteur d’induction) permet la transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique. 6.2

Structure :

Le moteur asynchrone est constitué d'une partie fixe, le stator qui comporte le bobinage, et d'une partie rotative, le rotor qui est bobiné ou à cage. Les circuits magnétiques du rotor et du stator sont constitués d'un empilage de fines tôles métalliques pour éviter la circulation de courants de Foucault.

Figure 36 : Fines tôles métalliques d'un stator

Figure 37 : Structure générale

Rapport de stage d’initiation

33

Chapitre 2 : Notions théoriques 6.2.1

Stator :

Le stator d'un moteur asynchrone triphasé porte un enroulement triphasé réparti dans des encoches (coupures) du circuit magnétique. Il est généralement couplé en étoile.

Encoche

Figure 38 : Stator

6.2.2

Rotor :

Deux grandes catégories de moteurs asynchrones apparaissent suivant la structure de leur rotor qui peut être bobiné ou à cage. Pour ces deux variantes, le circuit magnétique du rotor est un assemblage de tôles ferromagnétiques muni d'encoches. 6.2.2.1.1 Rotor bobiné :

Le rotor bobiné comprend un bobinage triphasé, semblable à celui du stator, placé dans les encoches. Il est composé de trois enroulements raccordés en étoile ; l’extrémité libre de chaque enroulement est reliée à une bague tournant avec l’arbre. Ces bagues permettent, par l’intermédiaire de trois balais, d’insérer une résistance (rhéostat) extérieure en série avec chacun des trois enroulements lors du démarrage du moteur. En fonctionnement normal, les trois balais sont court-circuités.

Figure 39 : Rotor bobiné

Figure 40 : Moteur asynchrone à rotor bobiné

Rapport de stage d’initiation

34

Chapitre 2 : Notions théoriques

Symbole d’un moteur asynchrone à rotor bobiné :

6.2.2.1.2 Rotor à cage :

Le rotor est constitué de barreaux de cuivre ou d’aluminium reliés aux deux extrémités par deux couronnes conductrices. Ce modèle (en forme de cage d’écureuil) peu coûteux et très robuste est le plus répandu. Barreau

Couronne

Figure 41 : Cage d'écureuil

Symbole d’un moteur asynchrone à cage d’écureuil :

Afin d’éviter l’affaiblissement du champ magnétique statorique dû à une trop grande réluctance, le rotor est empli de disques de tôles d’acier de faible épaisseur.

Figure 42 : Les tôles

6.3

Principe de fonctionnement :

Le principe des moteurs à courants alternatifs réside dans l’utilisation d’un champ magnétique tournant produit par des tensions alternatives. La circulation d'un courant dans une bobine crée un champ magnétique B. Ce champ est dans l'axe de la bobine, sa direction et son intensité sont fonction du courant I. C'est une grandeur vectorielle. Si le courant est alternatif, le champ magnétique varie en sens et en direction à la même fréquence que le courant.

Rapport de stage d’initiation

35

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 43 : Principe d'un moteur asynchrone

Lorsqu'un courant alternatif triphasé passe à travers l'enroulement, quelque chose de très intéressant se produit. Il produit un champ magnétique rotatif. Comme la montre la figure ci-dessous, on produit un champ magnétique qui tourne dans la nature.

Figure 44 : Champ magnétique rotatif produit dans un moteur asynchrone

Pour comprendre le phénomène d'un champ magnétique rotatif, il est préférable de considérer un enroulement simplifié à 3 phases avec seulement 3 bobines. Un courant de transport de fil produit un champ magnétique autour de lui. Maintenant, pour cet arrangement spécial, le champ magnétique produit par courant alternatif triphasé sera tel qu'indiqué à un instant particulier.

Figure 45 : Champ magnétique produit autour de l'enroulement simplifié et d'un seul fil

Rapport de stage d’initiation

36

Chapitre 2 : Notions théoriques

En raison de la variation du courant alternatif, le champ magnétique varie également. Il est clair que le champ magnétique prend une orientation différente, mais sa magnitude reste la même. A partir de ces 3 positions, il est clair que c'est comme un champ magnétique de force uniforme tournant. La vitesse de rotation du champ magnétique est connue sous le nom de vitesse synchrone ou vitesse de synchronisme Ns. Le stator, alimenté par un réseau de fréquence f, crée une induction tournante Bs de vitesse Ns, telle que : f  N s   tr / s   s   rad / s  (14) p p Avec p : Le nombre des paires de pôles (ici p = 3).

Rapport de stage d’initiation

37

Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 46 : Champ magnétique rotatif produit sur l'enroulement simplifié

Supposons que vous mettez un conducteur fermé dans un tel champ magnétique rotatif. Comme le champ magnétique varie, une f.é.m sera induite dans la boucle selon la loi de Faraday .La f.é.m produira un courant circulant dans la boucle. Donc, la situation est devenue comme si une boucle de transport en cours se trouvait dans un champ magnétique. Cela produira une force magnétique dans la boucle selon la loi de Lorentz , alors la boucle commencera à tourner.

Figure 47 : Effet du f.é.m sur un conducteur fermé

Un phénomène similaire se produit également dans un moteur à induction. Ici, au lieu d'une boucle simple, on utilise quelque chose de très similaire à une cage d'écureuil. Une cage d'écureuil a des barres qui sont court-circuitées par des anneaux d'extrémité.

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Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 48 : Rotor de cage d'écureuil qui est plus couramment utilisé dans les moteurs à induction

Un courant alternatif triphasé traversant un enroulement Stator produit un champ magnétique rotatif. Ainsi, comme dans le cas précédent, le courant sera induit dans les barres de la cage d'écureuil et il commencera à tourner. Vous pouvez noter la variation du courant induit dans les barres de cage d'écureuil. Ceci est dû au taux de variation du flux magnétique dans une paire de barres d'écureuil qui est différente d'une autre, en raison de son orientation différente. Cette variation de courant dans la barre va changer avec le temps.

Figure 49 : Le champ magnétique rotatif produit un couple sur le rotor comme le boîtier de bobinage simple

C'est pourquoi le nom de moteur à induction est utilisé, l'électricité est induite dans le rotor par induction magnétique plutôt que par connexion électrique directe. Pour faciliter une telle induction électromagnétique, les lames isolées en tôle de fer sont emballées à l'intérieur du rotor. De telles petites tranches de couches de fer s'assurent que les pertes de courant de Foucault sont au minimum.

Figure 50 : Couches minces de lame de fer qui sont emballées dans le rotor

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Chapitre 2 : Notions théoriques 6.4

Le bobinage :

Les bobines sont logées dans les encoches du stator. Le branchement des bobines sur le réseau se fait au niveau de la plaque à borne située sur le dessus du moteur. On dispose ainsi de 6 connexions, une pour chacune des extrémités des trois bobines. Les bornes sont reliées aux bobines selon le schéma ci-dessous.

Figure 51 : Plaque à bornes d'une machine asynchrone triphasée

6.5

Branchement étoile et branchement triangle :

Il y a deux possibilités de branchement du moteur au réseau électrique triphasé. Le montage en étoile et le montage en triangle. Avec un branchement en étoile, la tension aux bornes de chacune des bobines est d'environ 230V. Dans le montage en triangle, chacune des bobines est alimentée avec la tension nominale du réseau (400V). On utilise le montage étoile si un moteur de 230V doit être relié sur un réseau 400V ou pour démarrer un moteur à puissance réduite dans le cas d'une charge avec une forte inertie mécanique.

Figure 52 : Moteur asynchrone triphasé

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Chapitre 2 : Notions théoriques

Figure 53 : Couplage du stator en étoile et en triangle

6.6

Plaque signalétique :

            

Figure 54 : Plaque signalétique d'un moteur asynchrone

Type (LS90Lz) : Référence propre au constructeur. Puissance (1,5kW) : Puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur. Facteur de puissance ou cos phi (0,78) : Permet le calcul de la puissance réactive consommée. Rendement (76%) : Permet de connaître la puissance électrique consommée ou absorbée. Tensions (230V/400V) : La première indique la valeur nominale de la tension aux bornes d’un enroulement. Elle détermine le couplage (étoile ou triangle) à effectuer en fonction de la tension du réseau d’alimentation. Intensités (6,65A/3,84A) : Elles représentent l’intensité en ligne (dans chaque phase) pour chacun des couplages. Vitesse (1440 tr/min) : Indique la vitesse nominale du rotor. On dit aussi vitesse réelle. On connait alors La vitesse de synchronisme Ns du moteur (ici 1500 tr/min). Température ambiante (40°C) : Utilisation recommandée maximum. Fréquence (50Hz) : Fréquence du réseau d’alimentation. Classe d’isolement (F) : Définie sa température maximale en exploitation. Nombre de phases (Ph 3) : Moteur triphasé. Service (S1) : Utilisation en marche continue, discontinue... Indice de protection IP (non indiquée) : Défini par trois chiffres le degré de protection du moteur à la poussière, à l’eau et aux chocs mécaniques.

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Chapitre 2 : Notions théoriques 6.7

Glissement :

On dit que le rotor glisse par rapport au champ magnétique tournant; on parle alors de glissement qui dépend de la charge. On définit le glissement par : N  N s   g s  (15) Ns s N : La vitesse prise par le rotor. 6.8

Fonctionnement du moteur :

6.8.1

Fonctionnement à vide :

Lorsque le moteur fonctionne à vide (pas de charge couplée au moteur), sa vitesse de rotation N0 est proche de la vitesse de synchronisme Ns. On considère que g = 0 et N0 = Ns. Le facteur de puissance à vide (cosφ0 < 0,2) est faible mais pas l'intensité à vide I0. Ce courant sert à créer le champ magnétique tournant, on parle alors de courant de magnétisant. 6.8.2

Fonctionnement à charge :

Au voisinage du point de fonctionnement, on assimile la caractéristique T U(n) à une droite telle que : TU=a.n+b. Les coefficients a et b se trouvent en utilisant deux points de la caractéristique. Le premier est le fonctionnement à vide : Tu  0 N  Ns Le deuxième est le fonctionnement nominal : Tu  TN N  NN

Figure 55 : Caractéristique couple vitesse d’un moteur asynchrone

Démarrage d’un moteur asynchrone :

6.9

Lors du démarrage d'un moteur asynchrone triphasé, le courant de démarrage est très important (4 à 8 fois l'intensité nominale). Pour ne pas détériorer le moteur, on réduit le courant de démarrage en effectuant :  Une tension réduite puis sous tension nominale : démarrage étoile triangle.  Une tension réduite puis progressivement la tension nominale : utilisation d'un autotransformateur. Pour les moteurs à rotor bobiné, on peut ajouter des résistances en série avec le rotor pour diminuer les intensités des courants rotoriques ou encore utiliser un onduleur. 6.10 Freinage de la vitesse d’un moteur asynchrone :



Freinage par injection de continu dans le rotor : En coupant l'alimentation du stator : peu intéressant sauf pour le blocage des machines-outils : frein magnétique.

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Chapitre 2 : Notions théoriques

 

Freinage à contre-courant : On inverse deux phases, le champ tournant est inversé, donc, il y a un freinage hyper synchrone, le moteur ralenti. Si on n’arrête pas le moteur, alors il repart dans l'autre sens. Freinage avec rhéostat rotorique : La même méthode qui est utilisée pour le démarrage est utilisée pour le freinage mais, dans le sens inverse. Pour : f = 100 Hz, alors le couple s'annule tous les 10 ms.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Chapitre 3 : Tâches effectuées L’objectif de ce chapitre est de détailler l’ensemble des éléments électriques observés et des tâches effectuées (dans le cadre électrique).

1. Poste source de l’entreprise ASMENT TEMARA : 1.1

Description :

L’O.N.E achemine l’électricité par ligne aérienne à un niveau de 60 kV. Au abord du poste source, nous effectuons un passage en souterrain grâce à des câbles de section 630 mm² Aluminium, transportant alors les 60 kV sous une intensité d’environ 250 A. L’O.N.E délivre à ASMENT TEMARA deux sources d’alimentations triphasées de 60 kV, l’une est principale haute puissance et utilisée tout le temps (ligne Zaer), l’autre en réserve basse puissance (ligne Skhirat), transformés par la suite respectivement en 5500V, en 380V, en 220V et en 24V par plusieurs transformateurs triphasés de différents rapports de réductions.

Figure 56 : Schéma électrique du poste source

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Suite à cette arrivée, tout un système de protection est mis en place sous cet ordre :  Sectionneur de ligne ou sectionneur à haute tension ;  Disjoncteur de ligne ou disjoncteur à haute tension ;  Sectionneur d’aiguillage du jeu de barres3.

Figure 57 : Système de protection

1.2

Sectionneur de ligne :

La fonction principale d'un sectionneur de ligne ou à haute tension est de pouvoir séparer un élément d'un réseau électrique (ligne à haute tension, transformateur, portion de poste électrique, ...) afin de permettre à un opérateur d'effectuer une opération de maintenance sur cet élément sans risque de choc électrique.

Figure 58 : Sectionneur haute tension

3

Jeu de barres : Dans la distribution électrique, un jeu de barres désigne un conducteur de cuivre ou d'aluminium qui conduit de l'électricité dans un tableau électrique, à l'intérieur de l'appareillage électrique ou dans un poste électrique.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées 1.3

Disjoncteur de ligne :

Un disjoncteur de ligne ou à haute tension est destiné à établir, supporter et interrompre des courants sous sa tension assignée (la tension maximale du réseau électrique qu'il protège), selon la définition donnée par la Commission électrotechnique internationale. Il opère à la fois :  Dans des conditions normales de service, par exemple pour connecter ou déconnecter une ligne dans un réseau électrique;  Dans des conditions anormales spécifiées, en particulier pour éliminer un court-circuit dans le réseau provoqué par la foudre ou d'autres causes. De par ses caractéristiques, un disjoncteur est l’appareil de protection essentiel d’un réseau à haute tension, car il est seul capable d'interrompre un courant de court-circuit et donc d'éviter que le matériel connecté sur le réseau soit endommagé par ce court-circuit. Au sein du poste source de la cimenterie, il existe deux types des disjoncteurs de ligne :  Disjoncteur à huile : La coupure dans l’huile s’est imposée en haute tension après avoir été développée en moyenne tension (ou Haute tension A). Sous l’action de l’arc électrique, l’huile est décomposée, plusieurs types de gaz sont produits (essentiellement de l’hydrogène et de l’acétylène) lors de cette décomposition. L’énergie de l’arc est utilisée pour décomposer et évaporer l’huile, ceci permet de refroidir le milieu entre les contacts et par suite d’interrompre le courant à son passage par zéro. Figure 59 : Disjoncteur de ligne  Disjoncteur au SF6 : L'utilisation du SF6 pour l'isolation a été brevetée aux États-Unis par Franklin Cooper de General Electric en 1938, et son utilisation pour l’interruption d’un courant a été revendiquée aussi en 1938 dans un brevet allemand par Vitaly Grosse de AEG (Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft). Pour assurer l’isolement, l’air atmosphérique a été remplacé par du SF6, qui possède de très bonnes propriétés diélectriques, ce qui a permis de réduire fortement l’encombrement de l’appareillage à haute-tension. 1.4

Sectionneur d’aiguillage du jeu de barres :

Permettant de sélectionner à quelle barre une travée est reliée. 1.5

Isolateur :

Sur le poste électrique de l’usine, on rencontre un composant électrotechnique nommé isolateur, il est destiné à fixer, maintenir ou soutenir les conducteurs électriques nus. Il est constitué de matériau isolant, c’est-à-dire qui ne conduit pas l’électricité.

Figure 60 : Isolateur

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Chapitre 3 : Tâches effectuées 1.6

Transformateur de puissance :

Le transformateur poste source convertit la tension de 60 kV à 5,5 kV. Le 5500 V alimente les moteurs des broyeurs et les ventilateurs et se transforme pour obtenir les basses tensions.

Figure 61 : Transformation 60kV - 5,5kV

La transformation s’effectue par l’intermédiaire de deux enroulements disposés de façon concentrique, destinés à échanger l’énergie grâce au circuit magnétique. Le principe de fonctionnement repose sur le transfert d’énergie par induction électromagnétique : le premier enroulement reçoit l’énergie électrique et la transforme en énergie magnétique par induction. Ce dispositif est placé dans un liquide isolant (le plus souvent de l’huile) qui assure également le refroidissement.

Figure 62 : Transformateur de puissance

Pour protéger le transformateur contre les incendies, SERGI, le TRANSFORMER PROTECTOR (TP), solution technique prouvée contre les explosions de transformateurs. Pendant le court-circuit dans le transformateur, sous l’effet de la pression dynamique de l’onde d’explosion du premier pic, le système TP Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

commence à fonctionner pendant quelques millisecondes ainsi protégeant le transformateur contre les explosions jusqu’à l’augmentation de la pression statique.

2. Compensation d’énergie réactive : 2.1

Compensation globale, partielle et individuelle :

2.1.1 Compensation globale d’énergie réactive : C’est une compensation qui se fait en tête de l’installation de l’usine, en ajoutant un condensateur de puissance.

Figure 63 : Compensation globale

Figure 64 : Condensateur de compensation globale

Ce type de compensation convient pour une installation simple de moyenne puissance, elle permet :  De supprimer les pénalités pour consommation excessive d'énergie réactive (tarif vert).  D'ajuster le besoin réel de l'installation (kW) à la souscription de la puissance apparente (kVA) dans le cas d'un tarif bleu ou jaune.  De soulager le poste de transformation (une partie de l'énergie réactive est fournie par les condensateurs). Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Toutefois ce mode de compensation ne soulage pas les installations en aval car la totalité du courant réactif est présente dans les câbles jusqu'aux récepteurs. 2.1.2 Compensation partielle d’énergie réactive : C’est une compensation qui se fait par secteur, au niveau des tableaux de distribution de l’usine, en ajoutant un condensateur.

Figure 65 : Compensation partielle

Figure 66 : Condensateur de compensation partielle

Les condensateurs sont installés aux départs de chaque atelier. Cette compensation est conseillée lorsque la puissance est importante ou lorsque les ateliers fonctionnent à des régimes différents. Ce type de compensation en plus des avantages de la compensation globale permet de soulager les câbles alimentant les différents ateliers. La totalité du courant réactif n'est plus présente que dans les câbles allant de l'armoire de distribution de l'atelier aux récepteurs. 2.1.3 Compensation individuelle d’énergie réactive : C’est une compensation qui se fait aux bornes de chaque récepteur inductif de l’usine, en ajoutant un condensateur.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Figure 67 : Compensation individuelle

Figure 68 : Condensateur de compensation individuelle

La puissance du récepteur est importante par rapport à la puissance souscrite. Ce type de compensation est techniquement idéal, puisque il introduit l'énergie réactive à l'endroit où elle est consommée. 2.2 Types de compensation au sein de la cimenterie : Le service électrique de la cimenterie se base sur deux types de compensation :



Compensation fixe : on met en service l’ensemble de la batterie dans un fonctionnement “tout ou rien”. La mise en service peut être manuelle (par disjoncteur ou interrupteur), semi-automatique (par contacteur), asservie aux bornes des moteurs. Ce type de compensation est utilisé lorsque la puissance réactive est faible (< 15 % de la puissance du transformateur) et la charge relativement stable.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées



Compensation automatique ou en “gradins” : la batterie de condensateurs est fractionnée en gradins, avec possibilité de mettre en service plus ou moins de gradins, en général de façon automatique. Ce type de batterie est installé en tête de la distribution BT ou d'un secteur important. Cela permet une régulation pas à pas de l’énergie réactive. L’enclenchement et le déclenchement des gradins sont pilotés par un régulateur varmétique4.

3. Transformations élémentaires : Il existe trois transformations élémentaires au sein de l’usine : 3.1

Transformateur 5500V - 380V :

Le 380V alimente les moteurs, les vireurs5, le bâtiment administratif et technique …

Figure 69 : Transformateur 5500V - 380V

3.2

Transformateur 380V - 220V :

Le 220V alimente en premier lieu l’éclairage et toutes autres sortes d’appareilles qui fonctionnent à 220V telles que les ampoules, ordinateurs, climatiseurs …

4

Régulateur varmétique : un régulateur qui contrôle la connexion et la déconnexion des gradins afin de conserver le facteur puissance cible. Son fonctionnement est numérique ce qui garantit la précision et la fiabilité des mesures et valeurs de lecture, même sur les réseaux fortement pollués. 5 Vireur : Machine qui fait tourner un tube pour en faciliter le soudage, la soudure.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Figure 70 : Transformateur 380V - 220V

3.3

Transformateur 220V - 24V :

Le 24 V alimente les lampes de signalisations, les alarmes et les automates programmables.

Figure 71 : Transformateur 220V - 24V

4. Entretien et maintenance des appareils et machines électriques : ATTENTION! Avant d’effectuer la moindre intervention sur tous les types de moteur, et surtout avant de démonter les capots de protection ou de toucher directement les parties mobiles ou sous tension, désactiver le moteur et tous les autres circuits du réseau électrique. 4.1

Entretien de la boite rotorique des moteurs asynchrones d’usine :

Cet entretien est fait comme suit :  Contrôle de l’état des balais et bagues : remplacement des balais usés.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées



Figure 72 : Remplacement des balais usés

Nettoyage et soufflage des connexions à l’aide d’un souffleur.

Souffleur



Figure 73 : Nettoyage et soufflage d'un moteur asynchrone 6

Contrôle du Serrage des vis de montage et de contact.

Figure 74 : Serrage d'un moteur asynchrone 6

Serrage : Pression exercée par un organe mécanique sur une pièce ou un ensemble de pièces, afin d’empêcher leur déplacement.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées



Contrôle de l’état de marche des résistances anti-condensation (RAC). La RAC est une bande chauffante électrique qui offre une protection contre la condensation dans les machines tournantes électriques. Il s'agit d'une résistante chauffante en nickel chromé, recouverte de ruban adhésif polyester et insérée dans un ruban de verre.



Graissage des roulements.

Figure 75 : Moteur asynchrone avec des RAC

Figure 76 : Graissage des roulements d'un moteur asynchrone

4.2

Mesure d’isolement :

L’ensemble des installations et équipements électriques respecte des caractéristiques d’isolement afin de permettre leur fonctionnement en toute sécurité. Que ce soit au niveau des câbles de raccordement, des dispositifs de sectionnement et de protection ou au niveau des moteurs et générateurs, l’isolement des conducteurs électriques est réalisé à l’aide de matériaux présentant une forte résistance électrique de façon à limiter au maximum la circulation de courants en dehors des conducteurs. Pour mesurer l’isolement d’un moteur asynchrone, on a respecté la procédure suivante : 1. Retirer la clavette à l’aide d’un tournevis plat et d’un maillet (on glisse le plat du tournevis à l’intérieur de la rainure, on met le bout du tournevis en appui contre la base de la clavette et on frappe doucement avec le maillet). Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Figure 77 : Retirer la clavette

2. Dévisser les vis de fixation du flasque avant et retirer la flasque avant.

Figure 78 : Démontage flasque avant

3. Dévisser les vis de fixation du capot arrière et retirer le capot arrière.

Figure 79 : Démontage capot arrière

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

4. Retirer la goupille de fixation du ventilateur à l’aide d’une pince multiprise.

Figure 80 : Démontage goupille ventilateur

5. Extraire le ventilateur au moyen d’un extracteur.

Figure 81 : Extraire le ventilateur

6. Dévisser les vis de fixation du flasque arrière et retirer le flasque arrière.

Figure 82 : Démontage flasque arrière

7. Retirer le rotor de l’intérieur du stator et retirer l’anneau élastique (circlips) au moyen d’une pince à circlips.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Figure 83 : Sortir le rotor et extraire le circlips

8. Extraire les roulements avant et arrière au moyen de la presse hydraulique, en prenant appui sur l’arbre et les bagues intérieures des roulements.

Figure 84 : Extraire les roulements avant et arrière

9. Contrôler l’isolement et la continuité des bobinages.  Contrôle de continuité des bobinages : Démonter les barrettes en repérant leur position pour le remontage et vérifier la résistance de chaque enroulement à l’Ohmmètre, la valeur doit être comprise entre 5 et 20Ω. Les trois enroulements du moteur sont reliés respectivement aux bornes repérées U1-U2, V1-V2, W1-W2 pour les moteurs récents ou U-X, V-Y, W-Z pour les moteurs plus anciens.

Figure 85 : Contrôle de continuité des bobinages

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Chapitre 3 : Tâches effectuées



Contrôle de l’isolement entre les bobinages : Vérifier la résistance entre les trois enroulements à l’Ohmmètre, la valeur doit être très grande ou infinie.



Contrôle de l’isolement entre les bobinages et la carcasse du moteur : Vérifier la résistance entre les trois enroulements et la carcasse du moteur à l’Ohmmètre, la valeur doit être très grande ou infinie.

Figure 86 : Contrôle de l'isolement entre les bobinages

Figure 87 : Contrôle de l'isolement entre les bobinages et la carcasse du moteur

L’isolement entre les bobinages et la carcasse du moteur n’est pas réalisé à cause du l’eau trouvé à l’intérieur du moteur. La solution est de chauffer le stator et son bobinage à l’aide d’un projecteur.

Figure 88 : Chauffage du stator à l'aide d'un projecteur

5. Démarrage et protection du moteur principal du broyeur à ciment : 5.1

Présentation :

La cimenterie de Témara dispose de trois broyeurs à ciment, de ces trois broyeurs, celui qui nous intéresse est le broyeur BK1 qui fonctionne avec un débit de 95 tr/h et de masse de 100 T. Il est alimenté par l’un des puissants moteurs de l’usine, c’est un moteur asynchrone à rotor bobiné alimenté par une tension de 5500V. Rapport de stage d’initiation

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Chapitre 3 : Tâches effectuées

Figure 89 : Moteur du broyeur à ciment

5.2

Plaque signalétique :

      5.3

Figure 90 : Plaque signalétique du moteur

Puissance : 4000 chevaux. Vitesse : 985 tr/min. Voltage stator : 5500 V. Ampérage stator : 376 A. Fréquence : 50 Hz. Voltage rotor : 2075 V. Avantages et inconvénients du moteur principal du broyeur :

5.3.1

 

Avantages :

Il permet d’obtenir des couples élevés pour les courants relativement faibles. Il permet d’ajuster aux mieux le couple moteur au couple résistant en jouant sur les valeurs des points.

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Chapitre 3 : Tâches effectuées 5.3.2

  

5.4

Inconvénients :

Les moteurs à bagues sont plus onéreux que les moteurs à cage. Il nécessite un appareillage de court circuitage rotorique. Le moteur à bagues permet d’adopter aux mieux les valeurs des couples et les pointes d’intensité à la forme du couple résistant de la machine entrainée. Démarrage du moteur par élimination des résistances rotoriques :

Ce type de démarrage est appliqué sur le moteur principal du broyeur. 5.4.1

Principe :

Ce type de démarrage est utilisé pour les moteurs à rotor bobiné dont les enroulements sont couplés en Y et les trois sont soudés à des bagues fixées sur l'arbre du moteur auxquels on peut insérer des résistances à l'aide de balais frotteurs. Ce démarrage consiste à alimenter le stator du moteur par la tension nominale et éliminer les résistances rotoriques en plusieurs temps (3 temps au minimum). 1ère temps : On insère la totalité des résistances dans les enroulements du rotor. 2ème temps : On diminue la résistance du circuit rotor en éliminant une partie des résistances insérées. 3ème temps : On élimine toutes les résistances rotoriques en court-circuitant les enroulements du rotor.

1ère temps

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2ème temps

3ème temps

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Chapitre 3 : Tâches effectuées 5.4.2

Circuit de commande :

5.4.3

Circuit de puissance :

L1, L2, L3: Alimentation triphasée Q: Sectionneur fusible F: Relais thermique KM1 : Contacteur principale sens1 KM2 : Contacteur 2ème temps KM3 : Contacteur 3ème temps R1, R2 : Deux groupes de résistances M : Moteur à rotor bobiné

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Conclusion générale

Conclusion générale Lorsque l’on effectue une installation électrique, il est important d’être extrêmement vigilant car manipuler de l’électricité ne se fait pas à la légère. Il existe des règles de base notamment stipulées par le biais des normes qui définissent et régissent les installations électriques pour un meilleure confort et une plus grande sécurité des personnes et des biens. Cette norme permet de s’assurer du bon fonctionnement et d’une totale sécurité en électricité, aussi bien dans les équipements, le matériel et les matériaux. Le moteur asynchrone d’induction qui est le moteur de base de l’industrie actuelle convient surtout pour les commandes à vitesse constante. Sa mise en vitesse, au moment du démarrage, est liée à la surintensité admissible par l’installation électrique au couple nécessaire à la machine entraînée, et à la durée de démarrage admissible L’objectif principal de ce stage était la découverte du monde de l’entreprise et l’adaptation de mes connaissances théoriques par rapport à ce qui existe dans le marché, ce stage a totalement répondu à mes attentes. Toutefois on a pu constater qu’il y a une grande différence entre la théorie et son application dans le monde professionnel. En effet, les priorités ne sont pas les mêmes, il faut faire preuve d’une grande réactivité et autonomie dans l’entreprise et savoir tenir compte des disponibilités de chacun.

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Bibliographie

Bibliographie Ouvrages : [1] Jacques Marie Broust. Appareillages et installations électriques industriels. Dunod, Paris, 2008. [2] Thierry Gallauziaux, David Fedullo. Le grand livre de l’électricité. Eyrolles, 2008. [3] Le guide de l’installation électrique. ComprendreChoisir.com, 2012. [4] Pierre Mayé. Aide-mémoire électrotechnique. Dunod, Paris, 2014. [5] Théodore WILDI. Electrotechnique. DeBoeck, Québec, 1999. [6] Schneider Electric. Guide de l’installation électrique. Collection technique, France, 2010. [7] Formation ifpm. Maintenance. Electricité industrielle avancé. Edition 2014. Articles et fiches : [8] Schneider Electric. La compensation de l’énergie réactive. Novembre 2006. [9] Patrik Jacob. Distribution de l’énergie. Réseaux de distribution. Avril 2014. [10] WB/ORD-TE. Exploitation du réseau. Description physique du réseau. Septembre 2011. [11] SIEMENS. Postes blindés haute tension. Juin 2017. [12] IEPF. Les moteurs efficaces. Fiche technique PRISME n°3. Mémoires et thèses : [13] AGHAN Hamza. Installation électrique. Génie industriel et maintenance. Ecole normale supérieure de l’enseignement technique - Rabat. Année universitaire : 2013/2014. [14] LAKJIRI Souad et SAHILI Anas. Gestion de la consommation électrique des ateliers de production de l‘usine de Bouskoura. Génie électrique. LAFARGE Bouskoura. Ecole nationale supérieure de l’électricité et de mécanique - Casablanca. Année universitaire : 2010/2011. [15] BENJELLOUN Mohammed Salim. Les procédures de mise en service du nouveau concasseur. Licence électronique télécommunication et informatique. Holcim Maroc. Faculté des sciences et techniques - Fès. Année universitaire : 2011/2012. Sites Web : [16] www.votorantimcimentos.com [17] www.syscope.net/elec/ [18] www.en.wikipedia.org/wiki/Electricity [19] www.learnengineering.org/electrical-machines [20] www.electronique71.com/compensation-denergie-reactive/ [21] www.connectingindustry.com/Electricalengineering/ [22] www.industry.siemens.com [23] www.energieplus-lesite.be

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