Etude Et Conception Installation Electrique [PDF]

Zitiervorschau

REMERCIEMENTS :

Au terme de ce travail, je tiens

à exprimer notre

gratitude à ces personnes dont les efforts incessants ont participé à l’aboutissement de ce stage. Je tiens

par ailleurs à remercier particulièrement

notre encadrant Mr Rabie Rakib ,ingénieur chargé d’affaires à PROTELEC , qui a veillé à la réalisation de ce travail. Mes remerciements s’adressent également à monsieur Aziz DAFALI , , et monsieur AFFANE ingénieurs au sein de PROTELEC, pour leurs directives précieuses et leurs conseils pertinents qui nous ont étés d’un appui considérable dans notre démarche. Je tiens à remercier tous les enseignants chercheurs de l’Ecole Hassania des Travaux Publics pour tous les efforts qu’ils ont déployés pour nous prodiguer l’enseignement dont ce travail n’est qu’un fruit minime.

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Sommaire : Remerciements …………………………………………1 Sommaire……………………………………….……..….2 Partie I : Présentation de l’entreprise d’accueil ….3 Partie II : étude de conception et de réalisation de l’installation électrique de l’immeuble BLIN pour la banque centrale populaire Chapitre 1 : présentation du projet BLIN………………….………6 Chapitre 2 : schéma synoptique général, schémas de liaison à la terre…………………………………………………………………………….7 Chapitre 3 : bilan de puissance…………………………………….….14 Chapitre 4 : Compensation de l’énergie réactive …………..19 Chapitre 5 : dimensionnement des câbles……….……………….26 Chapitre 6 dimensionnement des protections………….……39

Annexe……………………………………………….………….53 Conclusion………………………………………….…………..57

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PARTIE I : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE D’ACCUEIL :

La societe PROTELEC est bien connue dans le secteur de l’electricite. Les activites de cette firme s’articulent principalement autour de la realisation des installations electriques de regulation industrielle, de gestion technique centralisee ''GTC'' et de detection d'incendie.

1. Fiche signalétique: Protection Électrique et Électronique Forme juridique

Société Anonyme à Responsabilité Limitée

Raison social

PROTELEC

Capital

15.000.000,00 Dhs

Date de création

1975

Registre de commerce

34 507 A CASABLANCA

Adresse

135, Rue ZARHOUNE ANGELE Rue D'AGADIR, CASABLANCA 20 000

Logo

Certifications

ISO 9001:2008

Activité

Réalisation des installations électriques.

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Effectif

300 personnes

Site web

www.protelec.co.ma

2. organigramme:

Fig.: organigramme de la société PROTELEC

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Après la réception des plans et schémas d’appel d'offre, le bureau d'études PROTELEC réalise des plans d’étude et des schémas d'exécution nécessaires pour l’exécution du projet. Les travaux sont entamés sur les chantiers selon le planning d'avancement des opérations et en respectant les plans d'exécution approuvés par le bureau d’étude extérieur et le bureau de contrôle.

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PARTIE II : ETUDE DE CONCEPTION ET DE REALISATION DE L’INSTALLATION ELECTRIQUE DE L’IMMEUBLE BLIN POUR LA BANQUE CENTRALE POPULAIRE:

Chapitre 1 : Présentation du projet Intitulé du projet : Étude de conception et de réalisation de l’installation électrique de l’immeuble BLIN pour la banque centrale populaire

Cahier des charges : L‟objectif de cette partie, est la réalisation de l‟étude de conception et de réalisation de

l‟installation électrique de l‟immeuble BLIN pour la

BANQUE CENTRALE POPULAIRE de Casablanca, et de mettre en place

une application pratique des réglementations et des recommandations techniques à respecter.

Les points qui seront traités par la suite sont : Schémas synoptiques, schémas de liaison à la terre. Bilan de puissance Compensation de l’énergie réactive Dimensionnement des câbles. Dimensionnement des protections

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Chapitre 2 : Schémas synoptiques, Schémas de liaison à la terre

I. Schémas synoptique : 

L‟énergie nécessaire à l‟alimentation d‟installation normale proviendra de d‟un seul transformateur. L‟énergie nécessaire à l‟alimentation d‟installation de sécurité sera obtenue à partir d‟une dérivation à partir du TGBT.

le schéma unifilaire générale est le suivant :

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II. Schémas de Liaison à la Terre : 1. Introduction Une installation électrique de qualité doit répondre aux attentes des utilisateurs en terme de sécurité et d„exploitation. Une attention particulière doit être apportée au choix des Schémas de Liaison à la Terre (encore appelés régimes du neutre), car leur influence est fondamentale sur la qualité de l„installation. Si tous les régimes de neutre se valent pour la sécurité des personnes, il en va autrement lorsque l„on considère des critères comme la continuité de service, les risques d„incendie et les défauts d„isolement. De nombreux Schémas de Liaison à la Terre existent, mais tous n„ont pas la même efficacité selon le critère à privilégier : protection des équipements, disponibilité de l„installation électrique, respect des réglementations etc. a. Première lettre

Caractérise le point neutre du transformateur ou de la source :

b. Deuxième lettre

Caractérise les masses électriques des récepteurs :

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c. Troisième lettre (facultative)

Situation du conducteur neutre (N) et du conducteur de protection (PE) :

Il existe trois grands types de Schémas de Liaison à la Terre : TT, TN et IT

2. Schéma TT Un point de l'alimentation est relié directement à la terre. Les masses de l'installation sont reliées à une prise de terre électriquement distincte de la prise de terre du neutre. Elles peuvent être confondues de fait sans incidence sur les conditions de protection.

Figure : Schéma TT .

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3. Schémas TN (mise au neutre)

Un point de l'installation, en général le neutre, est relié directement à la terre. Les masses de l'installation sont reliées à ce point par le conducteur de protection. On distingue les schémas suivants : a. Schéma TN-C

Le conducteur de protection et le conducteur neutre sont confondus en un seul conducteur appelé PEN (Protective Earth and Neutral). Ce schéma est interdit pour des sections inférieures à 10 mm2 et pour des canalisations mobiles. Le schéma TN-C nécessite la création d'un système équipotentiel pour éviter la montée en potentiel des masses et des éléments conducteurs. Par conséquent, Il est nécessaire de relier le conducteur PEN à de nombreuses prises de terre réparties dans l'installation.

Figure :Schéma TN-C.

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b. Schéma TN-S

Le conducteur de protection et le conducteur neutre sont distincts. Les masses sont reliées au conducteur de protection (PE). Le schéma TN-S (5 fils) est obligatoire pour les circuits de section inférieure à 10 mm2 en cuivre et 16 mm2 en aluminium pour les canalisations mobiles.

Figure :Schema TN-S.

c. Schéma TN-C-S

Les schémas TN-C et TN-S peuvent être utilisés dans une même installation. En schéma TN- C/S, le schéma TN-C (4 fils) ne doit jamais être utilisé en aval du schéma TN-S (5 fils).

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4. Schéma IT (neutre isolé/ impédant) La caractéristique principale de ce schéma est que le point neutre du transformateur, en amont de l'installation, est complètement isolé de la terre. Le neutre du transformateur est : 

soit isolé de la terre (neutre isolé),  soit relié à la terre par une impédance élevée (neutre impédant),  toutes les masses de l‟installation sont reliées à la terre.

Figure :Schéma IT.

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5. Choix du régime du neutre pour le cas du projet BLIN : Le maitre d‟ouvrage requiert une protection des personnes contre les contacts indirects en stricte conformité avec les normes et les règlementations en vigueur. Le régime TN est un régime adapté à notre installation admettant une coupure au premier défaut. La mise en œuvre et l‟exploitation de l‟architecture TNC, où le conducteur de neutre est confondu avec le conducteur de protection, peut faire apparaitre une économie pour l‟installation du fait de la suppression d‟un conducteur. Mais celui-ci nécessite une installation rigoureuse de circuits de protection. Le schéma TNS sera exploité au niveau de toutes les liaisons de l‟installation dont la section des câbles n‟excède pas 10 mm² cuivre.

Chapitre 3 : Bilan de puissance :

Le choix du transformateur, est une étape très importante dans le processus de dimensionnement d’une installation électrique. D’une part, ce dernier a un poids économique très lourd par rapport aux autres équipements, d’autre part, le choix inadéquat de sa puissance induit le mauvais fonctionnement de l’installation électrique toute entière. En effet, pour dimensionner correctement un transformateur que-il faut faire ? La somme des puissances nominal, de chaque récepteur ? Ou

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bien sommer les puissances absorbées ? La solution est dans les recommandations de la norme NF C15-100.

I. Méthodologie On distingue les types de puissances suivantes :  La puissance installée qui est la somme des puissances nominales de tous les récepteurs.  La puissance absorbée qui tient compte du rendement η et du facteur de puissance cos(𝜑).  La puissance d‟utilisation Pu qui est fonction de la puissance absorbée et des coefficients Ku facteur d‟utilisation maximale et Ks, facteur de simultanéité  La puissance du transformateur nécessaire en appliquant un coefficient d‟extension a Pu. 1. La puissance installée La puissance installée est la somme des puissances nominales de tous les récepteurs de l‟installation. 2. La puissance absorbée La puissance absorbée par un récepteur est en fonction de sa puissance nominale par application des coefficients.

𝜂 : le rendement, cos(𝜑) : le facteur de puissance.

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3. La puissance d’utilisation Tous les récepteurs ne sont pas utilisés forcément à pleine charge ni en même temps. Les facteurs Ku et Ks permettent de déterminer la puissance d‟utilisation maximale. a. Facteur d’utilisation maximale Ku

Le régime de fonctionnement normal d‟un récepteur peut être tel que sa puissance nominale est inférieure à sa puissance nominale installée, d‟où la notion de facteur d‟utilisation. Ce dernier s‟applique individuellement à chaque récepteur. Dans une installation industrielle, ce facteur peut être estimé en moyenne à :  0,75 pour les moteurs.  1 pour I‟ éclairage et le chauffage.  Pour les prises de courant, ce facteur dépend de leur destination. b. Facteur de simultanéité Ks

Le facteur de simultanéité s‟applique à chaque regroupement de récepteur parce que les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément. C‟est pourquoi, il est permis d‟appliquer aux différents ensembles de récepteurs (ou de circuits) des facteurs de simultanéité.

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Facteur de simultanéité des circuits

II. Bilan de puissance de l’immeuble du projet BLIN : 1. Identification des récepteurs a. Eclairage

Les récepteurs de types éclairage présents dans notre projet sont :



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Tableau : Tableau d'éclairage.

b. Prise de courant

Les prises de courant présents dans notre projet sont:

2. Bilan de puissance : a. Bilan de puissance pour le deuxième sous-sol (TYPE):

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b. Tableau général de basse tension bâtiment BLIN :

c. Choix du transformateur : La puissance demandé au niveau du TGBT de l’immeuble BLIN est de 953.8 KVA, par la suite on choisit un transformateur de 1000 KVA.

Chapitre 4 : Compensation de l’énergie réactive

L’énergie consommée est composée d’une partie active, transformée en chaleur ou mouvement, et d’une partie réactive transformée par les actionneurs

électriques

pour

créer

leurs

propres

champs

électromagnétiques. L’utilisateur ne bénéficie que de l’apport énergétique de la partie active, la partie réactive ne peut être éliminée, mais doit être compensée par des dispositifs appropriés.

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I. Définitions

Les réseaux électriques à courant alternatif fournissent l'énergie apparente qui correspond à la puissance apparente (ou puissance appelée). Cette énergie se décompose en deux formes d'énergie :  L'énergie active, transformée en énergie mécanique (travail) et en chaleur (pertes),



L‟énergie réactive, utilisée pour créer des champs magnétiques. Les

consommateurs

d'énergie

réactive

sont

les

moteurs

asynchrones, les transformateurs, les inductances (ballasts de tubes fluorescents) et les convertisseurs statiques (redresseurs).

Le facteur de puissance :

C'est le quotient de la puissance active consommée et de la puissance apparente fourni.

L’objectif de la compensation est l’amélioration de ce facteur.

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II. Rappels 1. Choix de la localisation a. Compensation globale La batterie est raccordée en tête d‟installation et assure la compensation pour l‟ensemble des charges. Elle convient lorsqu'on cherche à supprimer essentiellement les pénalités et à soulager le poste de transformation. b. Compensation locale ou par secteurs La batterie est installée en tête du secteur d‟installation à compenser. Elle convient lorsque l‟installation est étendue et comporte des ateliers dont les régimes de charge sont différents. c. Compensation individuelle La batterie est raccordée directement aux bornes de chaque récepteur inductif. Elle est à envisager lorsque la puissance du moteur est importante par rapport à la puissance souscrite. Cette compensation est techniquement idéale puisqu‟elle produit l‟énergie réactive à l‟endroit même où elle est consommée, et en quantité ajustée à la demande. 2. Choix du type de compensation a. Compensation fixe L‟ensemble de la batterie est mis en service dans un fonctionnement “tout ou rien”. Cette opération peut être manuelle (par disjoncteur ou interrupteur), semi-automatique (par contacteur), ou asservie aux bornes des moteurs. Ce type de compensation est utilisé lorsque la puissance

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réactive est faible (< 15 % de la puissance du transformateur) et la charge relativement stable. b. 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. D‟où une régulation pas à pas de l‟énergie réactive. L‟enclenchement et le déclenchement des gradins sont pilotés par un relais varmétrique.

Tableau : compensation automatique.

Avec :  Sn= puissance du transformateur en kVA  Gh= puissance totale des générateurs d'harmoniques en kVA  Type H : condensateurs surdimensionnés 

Type SAH : condensateurs surdimensionnés associés à des selfs de protection)

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3. Calcul de compensation a. Diagramme des puissances

Figure :Diagramme des puissances

Avec :  P: puissance active.  S1 et S2 : puissances apparentes (avant et après compensation). 

Qc: Puissance réactive du condensateur.



Q1: Puissance réactive sans condensateur.



Q2: Puissance réactive avec condensateur.

 Nous avons donc les relations suivantes : 

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Qc =Q1 − Q2

Qc = P (tg F 1 − tg F 2)

D’où Avec :

 F 1 C‟est le déphasage avant compensation,  F 2 C‟est le déphasage après compensation.

b. Compensation à vide et en charge des transformateurs



A vide



En charge Avec :  Pc∶ S(charge relative)/S n = (75% ou 100%)  Qc0: Compensation transformateur à vide.  Qc1: Compensation transformateur en charge.  i0: Courant à vide en % =I0/In  Sn: Puissance apparent du transfo.  Ucc : Chute de tension en valeur réduite

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III. Application sur le projet BLIN : 1. Compensation à vide : Nous avons : Qc0 = i0 % x Sn

D‟où Qc0=1,2% x 1000 = 12 KVAR

2. Compensation en charge : On désire avoir un cos ф=0.93 On a :

D‟où Qc = P (tg F 1 − tg F 2) A.N

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Qc =1000x(0.56−0.40)= 160 KVAR

Chapitre 5 : Dimensionnement des câbles Il est important de calculer correctement la section des câbles utilisés dans une installation électrique. En effet, une section faible va entraîner un échauffement dû à la résistance du câble; ce qui peut créer un incendie et une perte de tension. Une section trop importante peut entraîner un problème de poids et de coût Les câbles électriques sont considérés comme les piliers d’une installation électrique, d’où la nécessité d’un dimensionnement optimal.

I. Méthodologie En conformité avec les recommandations de la norme NF C 15-100, le choix des sections des câbles doit satisfaire plusieurs conditions importantes pour assurer la sûreté de l‟installation. En effet, le dimensionnement d‟un câble passe essentiellement par trois étapes : ETAPE 1

 Connaissant la puissance d'utilisation, on détermine le courant d‟emploi Ib et on en déduit le courant assigné In du dispositif de protection.  On calcule le courant de court-circuit maximal Icc à l'origine du circuit et on en déduit le pouvoir de coupure Icu du dispositif de protection.

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ETAPE 2

 Selon les conditions d'installation (mode de pose, température ambiante, ...), on détermine le facteur global de correction f.  En fonction de In et f, on choisit la section adéquate du conducteur. ETAPE 3

 Vérification de la chute de tension maximale.  Vérification de la tenue des conducteurs à la contrainte thermique en cas de court-circuit.  Pour les schémas TN et IT, vérification de la longueur maximale relative à la protection des personnes contre les contacts indirects. 

La section du conducteur satisfaisant toutes ces conditions est alors retenue.

Le logigramme de la figure suivante résume le principe de la méthode qui peut être décrite par les étapes suivantes :

27

Figure :Logigramme de la méthode du dimensionnement des câbles.

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II. Choix de la Section du conducteur neutre :

La section du conducteur neutre est définie en fonction de la section des phases et du taux d‟harmonique de l‟installation, ces deux relations sont présentées par le tableau suivant :

Tableau :Choix de la Section du conducteur neutre .

Avec TH : taux d’harmoniques en courant de rang 3 et multiple de 3.

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III. Section du conducteur de protection La section du conducteur PE est définie en fonction de la section des phases comme suit :

Tableau :Section du conducteur de protection.

IV. Application sur le projet BLIN : 1. Liaison Transfo-TGBT 

Régime du neutre : TNC (3P+PEN)  âme du câble : cuivre 

nature d‟isolant : PR



Puissance du circuit : Sn= 1000 KVA

 Courant d‟emploi IB=1000x1000/(V3x380)=1519.3 A  Calibre de la protection : pour une protection par disjoncteur 1520 A

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b. Les valeurs des facteurs de correction :

D‟après les tableaux de l‟annexe :  Mode de pose sur chemin de câble perforé (13) Mode de référence F  Température ambiante 30°C f1 = 1 

Les 2 conducteurs sont disposés en une seule couchef2 = 0,88

Le courant admissible corrigé est : Iz’=Iz/0 .88=1727.27 A La valeur de IZ’ est très importante, on, prend 4 conducteurs par phase, le tableau Annexe Donne une section S= 4X240 mm2 par phase.

Donc

S=3x (4x240) + 2x240 mm2

2. Liaison TGBT-Canalisation préfabriquée : a. Données du circuit :

 Régime du neutre : TNC (3P+PEN) 

âme du câble : cuivre



nature d‟isolant : PVC



Puissance du circuit : Sn= 203,55 KVA

 Courant d‟emploi :

 Calibre de la protection : pour une protection par disjoncteur

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b. Les valeurs des facteurs de correction :

D‟après les tableaux de l‟annexe :  Mode de pose sur chemin de câble perforé (13) Mode de référence F 

Température ambiante 30°C f1 = 1

 Un seul conducteur f2 = 1

Le courant admissible corrigé est

Le tableau Annexe Donne une section S= 150mm2 par phase. Donc

S=3x 150 + 1x150mm2

3. Liaison Groupe électrogène-TGBTS : a. Données du circuit :

 Régime du neutre : IT (3P+PE) 

âme du câble : cuivre



nature d‟isolant : PVC



Puissance du circuit: Sn= 300 KVA

 Courant d‟emploi :

IB=300x1000/(V3x380)=455.8 A

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b. Les valeurs des facteurs de correction :

D‟après les tableaux de l‟annexe :  Mode de pose sur chemin de câble perforé (13) Mode de référence F  Température ambiante 30°C f1 = 1  Un seul conducteur f2 = 1 Le courant admissible corrigé est Iz=Iz‟=455.8 A Le tableau Annexe Donne une section S= 120mm2 par phase. DONC S=3x(2x1x120)+2x1x120 mm2 4. Liaison TGBT-Armoire cuisine a. Données du circuit

 Régime du neutre TNC (3P+PEN) 

âme du câble : cuivre



nature d‟isolant : PVC



Mode de pose : sur chemin de câble perforé (13)



Puissance du circuit : Sn= 188,6 KVA



Courant d‟emploi :

 Calibre de la protection : on une protection par disjoncteur Iz=Ir=275 A

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b. Les valeurs des facteurs de correction :

D‟après les tableaux de l‟annexe :  Mode de pose sur chemin de câble perforé (13) Mode de référence F  Température ambiante 30°C f1 = 1  Un seul conducteur f2 = 1 Le courant admissible corrigé est Iz‟=275 A Donc S=3x 120 + 1x70 mm2

V. Vérification des chutes de tension

:

1. Méthodologie : L‟impédance d‟un câble est faible mais non nulle ; lorsqu‟il est traversé par le courant de service, il y a chute de tension entre son origine et son extrémité. Or, le bon fonctionnement d‟un récepteur (surtout un moteur) est conditionné par la valeur de la tension à ses bornes. Il est donc nécessaire de limiter les chutes de tension en ligne par un dimensionnement correct des câbles d‟alimentation. La chute de tension entre l'origine d'une installation et tout point d'utilisation ne doit pas être supérieure aux valeurs indiquées par la norme C15-100 :

Tableau :Les chutes de tension tolérable par la norme C15-100.

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 Les chutes de tension sont calculées à l'aide de la formule :

 U étant la chute de tension, en volts, b étant un coefficient égal à 1 pour les circuits triphasés, et égal à 2 pour les circuits monophasés, ρ1 étant la résistivité des conducteurs en service normal, (= 22,5 10-3 Ω x mm2/m pour le cuivre ; = 36 10-3 Ω x mm2/m pour l'aluminium) L étant la longueur simple de la canalisation, en mètres, S étant la section des conducteurs, en mm², cos ϕ étant le facteur de puissance Ib étant le courant d'emploi, en ampères. λ étant la réactance linéique des conducteurs choisit selon le tableau suivant :

Tableau :la réactance linéique des conducteurs.   

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La chute de tension relative (en pour-cent) est égale à :

 U0 étant la tension entre phase et neutre, en volts. 

Pour un récepteur final la chute de tension est égal à la somme des chute de tension depuis la source de l‟alimentation jusqu‟au récepteur final

Figure : Chute de tension totale.

ΔU = ΔU1 + ΔU2+ ΔU3

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2. Vérification de la chute de tension de l’installation électrique du projet BLIN :

Il est à remarquer que les chutes de tension totale dans notre installation sont bien inférieures au seuil présenté par la norme C15-100, ce qui prouve la validité des sections déjà choisies par rapport à la chute de tension.

VI. Vérification des longueurs maximales 1. Méthodologie L‟objectif de la Vérification des longueurs des circuits est de s‟assurer que les longueurs des câbles et des canalisations de l‟installation sont bien protégées par les équipements de protections. Ces longueurs se calculent de la manière suivante :

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

Pour le régime TN

 Pour le régime IT avec neutre distribué

Avec :  Lmax = longueur maximale en mètres du circuit concerné. 

Uo = tension simple = 230 V pour réseau 230/400 V



ρ = résistivité à la température de fonctionnement normal (= 22,5 10-3 Ω x mm2/m pour le cuivre ; = 36 10-3 Ω x mm2/m pour l'aluminium)



Ia = courant (A) de fonctionnement du déclencheur magnétique du disjoncteur, ou courant (A) assurant la fusion du fusible dans le temps spécifié.

Sph = section des phases en mm2. 

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SPE = section du conducteur de protection en mm2

2. Vérification des longueurs maximales des canalisations du projet BLIN :

Tableau :Les longueurs maximales des canalisations du projet BLIN

On remarque que tous les longueurs sont protégées. Donc on garde les mêmes sections.

Chapitre 6: Dimensionnement des protections I. Calcul des courants de court-circuit

Toute installation électrique doit être protégée contre les courts-circuits et ceci, sauf exception, chaque fois qu‟il y a une discontinuité électrique, ce qui correspond le plus généralement à un changement de section des conducteurs. L‟organigramme de la figure montre l‟approche qui conduit au calcul des différents courants de court-circuit et les paramètres qui en résultent pour le choix et le réglage des dispositifs de protection de l‟installation.

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Figure :Approche de calcul des courants de court-circuit.

1. Méthode de calcul : Il existe plusieurs méthodes de calcul des courants de court-circuit triphasés Icc3. Parmi ces méthodes :  La méthode des impédances. (La plus exacte entre les trois méthodes) 

La méthode de composition.



La méthode conventionnelle.

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Dans notre projet, nous appliquons la méthode des impédances, qui consiste à décomposer le réseau en tronçons R et X, puis à les additionner arithmétiquement. Pour un réseau triphasé, alimenté par un transformateur et dans lequel survient un court-circuit sur les 3 phases. La valeur de l‟intensité de court-circuit est tirée de la relation générale :

Avec :  ICC3 : courant de court-circuit triphasé (en KA ) 

U0 : tension entre phases à vide au secondaire du transformateur



ZT : impédance totale par phase en amont du défaut.



m : facteur de charge pris égal à 1,05 quelle que soit la source (transformateur ou générateur) .



c = 1,05 pour les courants maximaux ou 0,95 pour les courants minimaux.

Le calcul de l‟intensité de court-circuit revient à déterminer ZT, l‟impédance totale de court-circuit en mΩ :

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2. Application sur le cas BLIN : a. Exemples de calcul des impédances Réseau amont : Nous avons : Et

Avec : Un = 380V et Scc = 500 MVA. AN :

Transformateur : Nous avons Avec : S =1000KVA. Ucc = 6%. Un = 380 V AN : Liaison transfo. Disjoncteur d’arrivée : Nous avons un câble de longueur L = 20m et de section S Donc

AN : R=1.24 mΩ Puisque le câble est unipolaire Donc

AN :

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b. Exemples de calcul des courants de court-circuit :

En se basant sur le calcul des impédances déjà effectué on a :

Et

Donc : Icc3max = 19,27KA c. Résultats du calcul des courants de court-circuit pour l’ensemble de l’installation : Nous présentons dans le tableau ci-après l’ensemble de résultats du calcul des intensités des courants de court-circuit pour toute l’installation

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II. Choix des protections : Après avoir déterminé les différentes sections des différents circuits, nous présentons dans ce qui suit la démarche à suivre ainsi que les critères à prendre en considération pour déterminer les appareils de protection. 1. Disjoncteur Basse Tension : a. Caractéristiques fondamentales d’un disjoncteur

Les disjoncteurs ont les caractéristiques principales suivantes :  Polarité du disjoncteur ;  Tension assignée d‟emploi Ue ;  Courant nominal du dispositif de protection In ;  Pouvoir de coupure Icu ou Icn ;  Courant de réglage thermique Ir ou (Irth) ;  Courant de réglage magnétique Im ; 

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Pouvoir de limitation ;

b. Courbes de déclenchement normalisé :

Figure :Courbes de déclenchement normalisé. 

 Type B: son magnétique très bas permet d‟éliminer les courtscircuits de très faible valeur. (Exemple : lorsque la ligne qu‟il protège est très longue, limitant alors le court-circuit en bout de ligne à une valeur faible).  Type C: le plus usuel, celui qui correspond aux installations normales. Il couvre une très grande majorité des besoins.  Type D: il est à utiliser pour la protection des circuits avec de très fortes pointes de courant à la mise sous tension. (Exemple : transformateurs dont les points d‟intensité peuvent atteindre 20 In, ballast électronique…).  Type Z: application spécifique sur circuits sensibles ayant un microprocesseur.

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 Type MA: lignes dédiées aux baies de désenfumage avec précautions d‟utilisation et de choix du câble. Ce dernier doit pouvoir supporter une surchauffe car le désenfumage doit se faire malgré tout. c. Choix des disjoncteurs

Le calibre du disjoncteur est défini à partir du courant d‟emploi des récepteurs, souvent il peut être choisi immédiatement supérieur au courant d‟emploi dans la liste des calibres existants. Donc pour choisir un disjoncteur, il suffit de vérifier les relations suivantes :  In ≥ IB,  Icu ≥ Icc, Icu c‟est le pouvoir de coupure du disjoncteur.

Le déclencheur devra toujours être choisi en respectant les critères suivants : Thermique : Ib ≤ Irth ≤ Iz (courant admissible dans la canalisation en aval), Magnétique : Id ≤ Im ≤ Icc min. Ib : courant d‟emploi dans la canalisation ; Id : courant de surcharge temporaire admissible ; Icc mini : courant de court-circuit monophasé mini. 2. Etude de la sélectivité entre les disjoncteurs : La sélectivité est une technique qui consiste à coordonner les protections de manière à ce qu‟un défaut sur un circuit ne fasse déclencher la protection placée en tête de ce circuit ; évitant ainsi la mise hors service du reste de l‟installation. La sélectivité améliore la continuité de service et la sécurité de l‟installation.

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a. Les types de sélectivité La sélectivité ampère- métrique :

Elle résulte de l'écart entre les seuils des déclencheurs instantanés ou court-retard des disjoncteurs en série dans un circuit. Elle s‟applique dans le cas de défauts de court-circuit et conduit généralement. La sélectivité est assurée si le seuil maxi du déclencheur de l‟appareil aval est inférieur au seuil minimal de celui de l‟appareil amont, toutes tolérances comprises.

Figure :La sélectivité ampère- métrique. La sélectivité chronométrique :

Cette technique repose sur le décalage en temps des courbes de déclenchement des disjoncteurs amont et aval. Elle se vérifie par comparaison des courbes et s‟applique pour la sélectivité dans la zone des courts-circuits. Elle s‟utilise en complément de la sélectivité ampèremétrique afin d‟obtenir une sélectivité au-delà du courant de réglage magnétique du disjoncteur amont.

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Figure :La sélectivité chronométrique.

Sélectivité logique :

Elle nécessite un transfert d‟informations entre les déclencheurs des disjoncteurs des différents étages de la distribution radiale.

Figure :Sélectivité logique.

Tous les déclencheurs qui voient un courant supérieur à leur seuil de fonctionnement envoient un ordre d’attente logique à celui qui est juste en amont. Le déclencheur du disjoncteur situé immédiatement en amont du court-circuit ne reçoit pas d’ordre d’attente et agit immédiatement.

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La sélectivité énergétique : La sélectivité énergétique repose sur la capacité du disjoncteur aval D2 à limiter l‟énergie le traversant à une valeur inférieure à celle nécessaire pour provoquer le déclenchement du disjoncteur amont D1. Aucune règle générale ne peut être établie : seuls des essais conformément aux normes CEI 60947-1 et -2 peuvent garantir une telle sélectivité. b. Choix des techniques de sélectivité

Le choix d‟un type de sélectivité dans une distribution électrique se fait en fonction du type d‟appareils et de leur situation dans l‟installation. Différentes techniques peuvent être combinées entre deux appareils pour obtenir la meilleure disponibilité de l‟énergie électrique, La sélectivité ampère-métrique est, dans tous les cas, le premier maillon de la sélectivité. c. Optimisation du choix des disjoncteurs par la méthode de triangle

Un dispositif assurant la protection contre les surcharges ou les courtscircuits doit être placé à l'endroit où un changement de section, de nature, de mode de pose ou de constitution entraîne une réduction de la valeur du courant admissible dans les conducteurs. Il est admis de ne pas prévoir de dispositif de protection contre les surcharges sur une canalisation située en aval d'un changement de section, de nature, de mode de pose ou de constitution, et effectivement protégée contre les surcharges par un dispositif de protection placé en amont. Si la longueur de cette canalisation ne dépasse pas la valeur maximale définie par la méthode du triangle (NF C 15-100, 434.2.2.2)

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Méthode du triangle :

Pour l'application de la méthode du triangle (NF C 15-100, 434.2.2.2), il y a lieu de considérer la longueur théorique L de canalisation protégée contre les courts-circuits par le dispositif on amont de la canalisation en question.

L1= PB étant la longueur maximale de canalisation de section S1 protégée contre les courts-circuits par le dispositif de protection placé en P. L2= PC étant la longueur maximale de canalisation de section S2protégée contre les courts-circuits par le dispositif de protection placé en P. La longueur maximale de canalisation dérivée en O, de section S2, protégée contre les courts-circuits par le dispositif placé en P, est donnée par la longueur OV. Cette méthode peut également s'appliquer dans le cas de plusieurs canalisations successives de sections différentes.

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3. Application sur le projet BLIN : Le choix des disjoncteurs se fait pour le nombre de pôles selon le schéma de liaison à la terre. Pour les prises de courant et conformément à la norme NF C 15-100, des blocs différentiels de 30mA sont associés aux disjoncteurs. a. Exemple de choix des disjoncteurs

Nous citons comme exemple le départ « TGBT-Canalis » entre le tableau général de basse tension et la canalisation préfabriquée. Données U=380 V

En consultant le catalogue du fabricant Merlin Gérin, nous avons choisi le disjoncteur NS400NST53UE 400A 3P3D ayant un pouvoir de coupure de 45 kA. b. Application de la méthode du triangle

La méthode du triangle appliqué sur les départs qui dérivent de la canalisation préfabriquée et qui alimentent les tableaux des étages, nous permet d‟économiser 8 disjoncteurs. Pour cela, on doit déterminer la longueur maximale protégé d‟un départ par le disjoncteur qui se trouve en amont de la canalisation préfabriquée afin de vérifier si la longueur réel du départ est protégée.

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On prend le cas le plus défavorable, qui est le départ de l’étage 7 (étage 7 se trouve au bout de la canalisation préfabriquée)

L1= PB= 250,34m étant la longueur maximale de canalisation préfabriquée protégée par le dispositif de protection placé en P. L2= PC= 8,34m étant la longueur maximale du départ protégée par le dispositif de protection placé en P. Donc, la longueur maximale protégée par le dispositif placé en P des départ dérivants de la canalisation préfabriquée, est OV= 7,54m or la longueur des départs des étages est 5m. Donc la condition est vérifiée dans notre cas.

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Annexe Dimensionnement des sections des câbles

Tableau 1 : Mode de pose

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Tableau 2 : Facteurs de correction pour des températures ambiantes différentes de 30 °C à appliquer aux valeurs de courants admissibles

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Tableau 3 : Facteurs de correction pour groupement de plusieurs circuits ou de plusieurs câbles multiconducteurs

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Tableau 4 : les courants admissibles (en ampères) dans les canalisations pour les méthodes de référence B, C, E et F

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Conclusion Mon stage d‟ingénieur, effectué au sein de PROTELEC, d‟une durée d‟un mois et demi consistait à réaliser l’étude de conception et d’exécution de l’installation électrique d’un immeuble à usage bureaux pour la banque centrale populaire. L‟études m‟a permis de développer notre connaissance dans la matière des normes et des réglementations, et d’être en contact permanent avec tout le staff du bureau d‟études de PROTELEC ainsi que les autres départements de la société. Aussi j‟ai bien compris pourquoi les normes sont des outils puissants pour les entreprises de toutes tailles. Aussi, je me suis rendu compte que le fait d’avoir la capacité de prouver la conformité avec les normes reconnues et respectées mondialement est un excellent moyen de différenciation sur le marché concurrentiel, ce qui montre que les normes sont des outils marketing puissants. L‟étude m‟ a offert une opportunité pour participer à la phase étude et ingénierie d’un projet de construction d’un bâtiment tertiaire, et qui représente un supplément de formation si riche dont j‟ai eu la chance de bénéficier.

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