Rapport de Stage Au Cabinet F. MBA [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITE DE YAOUNDE I *************

UNIVERSITY OF YAOUNDE I *************

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE *************

NATIONAL ADVANCED SCHOOL OF ENGINEERING *************

DEPARTEMENT DES GENIES ELECTRIQUE ET TELECOMMUNICATIONS *************

DEPARTEMENT OF ELECTRICAL AND TELECOMMUNICATION ENGINEERING *************

GENIE ELECTRIQUE

ELECTRICAL ENGINEERING

Rapport de stage effectué au : CABINET F. MBA INGENIEURS CONSEILS

CONCEPTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES POUR LE PROJET DE CONSTRUCTION D'UN IMMEUBLE SS+R+3 A USAGE D'HABITATION A ESSOS

Stage effectué Du 03 Mars au 31 Juillet 2020 Rédigé par : EMA’A Joël Crépin Etudiant au département de Génie Electrique Année 5

Sous l’encadrement de : M. Serge Lucien FOTSO Chef de Département Energétique et Electronique

Année académique : 2019-2020

REMERCIEMENT

Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, il apparait opportun de commencer ce rapport de stage par des remerciements à l’endroit de toutes personnes qui nous ont assistés lors de stage. Il s’agit de : L’ETERNEL, le Dieu tout puissant, qui a béni nos travaux et devant qui je m’inclinerai toujours pour reconnaitre la grandeur ; M. Felix MBA, Directeur Gérant du Cabinet, qui nous a acceptés en stage dans son entreprise; Notre Chef de Département Energétique et Electronique M. Serge FOTSO pour tous les efforts, moyens matériels et humains fournis pour notre formation en stage ; M. Hervé ZEUGUE, ingénieur électricien, qui m’a formé et accompagné tout au long de cette expérience professionnelle avec beaucoup de patience et de pédagogie ; Tout le personnel du Cabinet F. MBA, pour les conseils et la sympathie ; A ma famille pour leur soutient et encouragement dans nos études. Enfin, je remercie mes camarades stagiaires pour tous les conseils et aides qu’ils ont pu me prodiguer au cours de ces cinq mois de stage.

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GLOSSAIRE TBT : Très basse tension BT : Basse tension MT : Moyenne tension kW : Kilo Watt kVA : Kilo Volt Ampère lx : lux lms : lumens A : Ampère W : Watt

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LISTE DES FIGURES Figure 1 : Quelques niveaux moyen d’éclairement dans le résidentiel [1](page 38)................18 Figure 2 : Exemple d'estimation des puissances (les facteurs utilisés à titre d'exemple n'ont qu'une valeur indicative). [3]....................................................................................................21 Figure 3 : Les conducteur électriques. [4]( Page 284)..............................................................24 Figure 4 : Les principaux types de conduits électriques. [4](page 288)...................................25 Figure 5 : Interrupteur différentiel. [4].....................................................................................26 Figure 6 : Le choix des protections en fonction des circuits [4]...............................................27 Figure 7 : Le parafoudre basse tension. [4]...............................................................................28 Figure 8 : Image de l’icone de DIALux evo.............................................................................30 Figure 9 : Le logo d’Autocad 2D..............................................................................................31 Figure 10 : Le logo de Caneco BT............................................................................................32 Figure 11 : Résumé du calcul d’éclairage pour le coin cuisine des appartements des étages courants.....................................................................................................................................34 Figure 12 : Plan de câblage des circuits de prises et attentes électriques des appartements des étages courants..........................................................................................................................35 Figure 13 : Plan de câblage des circuits d’éclairages des appartements des étages courants.. .35 Figure 14 : Schéma unifilaire du tableau alimentant le sous-sol..............................................37 Figure 15 : Tableau divisionnaire d’appartement pour étage courant......................................38 Figure 16 : Synoptique de distribution courant fort..................................................................39

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Résistivité obtenue en Ohms (Ω)...........................................................................19 Tableau 2 : Valeurs normalisées des coefficients ku , ks et ke.................................................21 Tableau 3 : Consignes d’éclairements......................................................................................33 Tableau 4 : Bilan de puissance..................................................................................................36

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TABLE DES MATIERES .............................................................................................................................................1 REMERCIEMENT.....................................................................................................................2 GLOSSAIRE...............................................................................................................................3 LISTE DES FIGURES...............................................................................................................4 LISTE DES TABLEAUX...........................................................................................................5 INTRODUCTION......................................................................................................................8 I.

II.

Le cadre du stage : CABINET F. MBA Ingénieurs Conseils.............................................9 I. 1.

Présentation du CABINET F. MBA............................................................................9

I. 2.

Expertises et références du CABINET F. MBA........................................................11

I. 3.

Le déroulement du stage............................................................................................12

METHODOLOGIE DE LA CONCEPTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES 13 II. 1.

Normes et règlements.............................................................................................13

II. 2.

La méthodologie du dimensionnement électrique..................................................17

ETAPE 1.

L’évaluation des besoins du maitre d’ouvrage............................................17

ETAPE 2.

Calcul d’éclairage........................................................................................17

ETAPE 3.

Elaboration des plans d’éclairage, prises et attentes électriques, plan de

prise de terre......................................................................................................................19 ETAPE 4.

Bilan de puissance et carnet de câble..........................................................20

ETAPE 5.

Calculs de la section des câbles et des protections......................................22

ETAPE 6.

Fourniture d’un devis quantitatif et des fiches techniques des équipements. 29

II. 3.

Les outils utilisés pour concevoir une installation électrique.................................30

1)

DIALux...................................................................................................................30

2)

Autocad 2D.............................................................................................................31

3)

CANECO BT..........................................................................................................31

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III.

CONCEPTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES POUR PROJET DE

CONSTRUCTION D'UN IMMEUBLE SS+R+3 A USAGE D'HABITATION A ESSOS : LES RESULTATS....................................................................................................................33 III. 1.

Présentation générale du bâtiment..........................................................................33

III. 2.

Présentation des résultats........................................................................................33

1)

Eclairage.................................................................................................................33

2)

Plans de câblage......................................................................................................34

3)

Le bilan de puissance..............................................................................................36

4)

Calculs des câbles et protections des circuits.........................................................37

CONCLUSION.........................................................................................................................40 BIBLIOGRAPHIE....................................................................................................................41 ANNEXES................................................................................................................................42

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INTRODUCTION Du 03 Mars au 31 juillet 2020, nous avons effectué un stage au sein du CABINET F. MBA Ingénieurs Conseils. Au cours de ce stage au Département Energétique et Electronique, j’ai pu m’intéresser à l’électricité dans les bâtiments. Plus largement, ce stage a été l’opportunité pour nous de dimensionner les installations courant fort et courant faible d’un immeuble de taille SS+R+3 à usage d’habitation et vue de sa réalisation au quartier Essos à Yaoundé. Au-delà d’enrichir mes connaissances sur l’électricité dans le tertiaire, ce stage m’a permis de comprendre le rôle d’un ingénieur dans un bureau d’étude et l’importance du travail d’équipe. L’élaboration de ce rapport a pour principale source les différents enseignements tirés de la pratique journalière des taches auxquelles nous étions affectés et de nos recherches. Enfin, les nombreux entretiens que j’ai pu avoir avec les employés des différents services de la société m’ont permis de donner une cohérence à ce rapport. En vue de rendre compte de manière fidèle et analytique des cinq (05) mois passés au sein du CABINET F. MBA, il apparait logique de présenter à titre préalable le cadre du stage : l’entreprise CABINET F. MBA Ingénieurs Conseils (I). Puis, la méthodologie de la conception des installations électriques dans le tertiaire (II). Enfin, nous présenterons les résultats de notre travail (III).

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I. Le cadre du stage : CABINET F. MBA Ingénieurs Conseils. I. 1.

Présentation du CABINET F. MBA

Crée en 1994 par M. Félix MBA, le CABINET du même nom est un bureau d’étude aux domaines d’expertises divers et avérés. Le cabinet F. MBA est logé à son siège situé au 220 rue N° 1756 à Bastos Nylon à Yaoundé capitale politique de la République du Cameroun, à côté de la DGI (Direction des Impôts des Grandes Entreprises). Sur le plan organisationnel, le cabinet a à sa tête M. Felix MBA comme Directeur Gérant. M. Serge FOTSO assure la direction technique et est chef du Département Energétique et Electronique. Mme Chantal ANDJOMO est le responsable Administratif et Financier. Et enfin, Mme Sylvie SIEYAPDJIE assume la fonction d’Assistante de Direction. Le cabinet exerce dans plusieurs domaines à savoir :  Les constructions immobilières neuves ;  La réhabilitation ou la remise à niveau de bâtiments et ouvrages existants ;  Les ouvrages d’art (Dalots et ponts routiers ou ferroviaires)  Les ouvrages de stockage (Réservoirs et Châteaux d’eau) Pour mener à bien ses différentes missions, le bureau d’étude peut compter sur un personnel qualifié et passionné. En effet, le cabinet en tant que PME de prestations de services intellectuels compte à ce jour un effectif opérationnel permanent salarier de 14 personnes dont:  04 Ingénieurs (BAC+5 avec 05 ans à 38 ans d’expérience) ;  02 Techniciens supérieurs (BAC+3 /4 avec 10 ans à 13 ans d’expérience) ;  03 Techniciens projeteurs (BAC+2 avec 6 ans à 12 ans d’expérience) ;  01 Comptable (BAC+2 avec 15 ans d’expérience) ;  01 Assistante administrative (BAC+2 avec 15 ans d’expérience) ;  03 Collaborateurs (agents de bureau, coursier, chauffeur, gardien) De plus, le cabinet compte sur le renfort d’un pool de consultants permanents venant soit en renfort du personnel salarié en tant que de besoin, soit avec un appoint d’expertise spécifique (Hydrologues, géotechniciens, topographes, environnementalistes, informaticiens …) BUREAUX D’INGENIEURS CONSEILS PARTENAIRES :

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 PI ENGINEERING sarl P. 15 265 Douala (Cameroun)  GAUFF INGENIEURE (Allemagne)  SETEC BATIMENTS (France)  TECNICA Y PROYECTOS S.A. TYPSA (Espagne) ARCHITECTES PARTENAIRES :  Cabinet BUBAN NGU DESCO ( Yaoundé )  Michel BOCCARA & Sadki ABASSI ( Tunis / Paris )  Alain TAYOU ( ARCHIBATIK , Douala ) Les équipements et facilités de travail offerts par le cabinet se veulent de qualité et résolument tournés vers l’avenir, avec les exigences actuelles du numérique. Les licences ont été acquises pour les logiciels les plus performants en matière de :  Conception et dessin TCE (AUTODESK BUILDING DESIGN SUITE PREMIUM avec AUTOCAD / REVIT / MEP ) ;  Calcul des structures ( AUTODESK ROBOT STRUCTURAL DESIGN ) ;  Calculs thermiques et aérauliques ( Logiciels TRANE et CARRIER , THERMEXCEL ) ;  Calcul des réseaux électrique ( CANECO, SISPRO, ECODIAL) ;  Tracés et métrés routiers ( PISTE ) Le parc de matériel informatique (un poste par collaborateur et un serveur réseau) est à la pointe de la technologie, ce qui, ajouté à la connexion internet de haut débit servie au cabinet par son fournisseur d’accès, assure une interface compatible avec les exigences de la mondialisation. Le cabinet vise très clairement à brève échéance la maîtrise de la conception BIM qui, est le futur obligatoire de la gestion numérique des projets immobiliers. L’édition et la duplication des documents produits par le cabinet sont traitées en interne grâce à des équipements bureautiques de la dernière génération, l’externalisation dans ce domaine n’étant utilisée que dans les cas de très gros tirages. La mobilité au plan national, voire sous régional CEMAC, est possible grâce à un parc de véhicules tous terrains adaptés. Le cabinet possède des kits complets d’appareillages de mesures permettant tant les diagnostics d’existants que la mesure des paramètres de bon fonctionnement des installations nouvelles électriques et de conditionnement d’air.

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I. 2.

Expertises et références du CABINET F. MBA

Le cabinet peut, selon le montage souhaité par le maître d’ouvrage / Promoteur public ou privé, à défaut d’agir dans le cadre d’une maîtrise d’œuvre générale, exercer ses missions et compétences dans le domaine exclusif de l’ingénierie dans les phases suivantes, en totalité ou partiellement :  Conception et montage des dossiers de consultation des entreprises ;  Assistance adjudication des marchés de travaux ;  Suivi et contrôle des travaux ;  Assistance réception des ouvrages. Les spécialités de l’ingénierie générale de la construction couvertes par le cabinet :  Le génie civil : Le terrassement, les structures, le gros œuvre et la mise hors d’eau des enveloppes bâties ;  Les voiries et réseaux divers ;  Les réseaux électriques courant forts et courants faibles ainsi que les appareils de levage ;  Les équipements et réseaux hydrauliques/ plomberie sanitaire

(stockage,

alimentation, évacuation, défense incendie……);  Les équipements et réseaux aérauliques de traitement de l’air (Climatisation, Ventilation et Désenfumage).

Le Cabinet F. MBA jouit d’une grande notoriété suite à divers projets menés à bien et plusieurs entreprises font confiance au cabinet. On a entre autres :  La BEAC : Elle fait confiance au Cabinet depuis une douzaine d’années afin de conduire en tant qu’Ingénieur Conseil des missions périodiques d’inspection, audit et contrôle techniques sur des travaux d’entretien et de maintenance tout corps d’état sur le patrimoine immobilier de l’institution, réparti sur l’Afrique Centrale zone CEMAC. Ceci débouche depuis quelques années sur des missions de maîtrise d’œuvre générale des remises à niveau d’installations techniques tant électriques et électroniques dont les principales à ce jour sont : Bâtiments concernés

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• Direction Nationale Cameroun Ydé (Electricité – Climatisation – Plomberie) • Direction Nationale Congo (Climatisation) • Direction Nationale Centrafrique (Climatisation – Etanchéité) • Siège central Yaoundé et centre sportif (Electricité – Climatisation) • Agences Oyem et Port Gentil (Climatisation) Montant cumulé des travaux à ce jour : Environ 5 000 000 000 FCFA.  Société Nationale des Hydrocarbures B.P. 957 Yaoundé Mission : Etudes architecturales et techniques et établissement du dossier d’appel d’offres, assistance technique à l’analyse des offres, Suivi technique des travaux, de l’immeuble Extension du siège de la SNH à Yaoundé (10 000 m² de bureaux) Période : En cours Montant des travaux : 12 000 000 000 FCFA HT environ

I. 3.

Le déroulement du stage

Notre stage au Cabinet F. MBA s’est déroulé du 03 Mars au 31 Juillet 2020. Et donc dans un contexte de COVID 19, les mesures barrières ont été respecté et prises très au sérieux par le top management de l’entreprise. Nous n’avons dénombré aucun cas de COVID au sein de la boîte. L’apprentissage au Cabinet F. MBA a suivie un chronogramme bien précis :  Du 03 Mars au 06 Mars 2020, un accueil chaleureux nous est réservé et l’on nous présente les différents services de l’entreprise et les employés qui y travaillent ;  Du 09 Mars au 17 Avril 2020, nous sommes formés sur les logiciels de dimensionnement électriques et de dessin. Ces logiciels seront présentés dans la partie II. Notons avec une grande admiration, la patiente, l’enthousiasme et la pédagogie dont ont fait montre nos formateurs ;  Et enfin, du 20 Avril au 31 Juillet 2020, il nous est demandé de concevoir les installations électriques courant fort et courant faible d’un bâtiment SS+R+3 à usage d’habitation en vue de sa réalisation au quartier Essos à Yaoundé.

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II. METHODOLOGIE

DE

LA

CONCEPTION

DES

INSTALLATIONS ELECTRIQUES Les installations électriques en générale suivent une méthodologie de conception bien précise et doivent être conforme aux normes en vigueur, afin de garantir la sécurité des biens et des personnes. Commençons par évoquer les normes qui régissent l’électricité dans le tertiaire.

II. 1.

Normes et règlements

Pour l’électricité, les matériels et installations devront satisfaire aux normes et règlements et doivent respecter notamment, pour le courant fort :  La norme NFC 15.100 et additifs, relative aux installations à basse tension, ainsi que les fiches d'interprétation permanentes de l'UTE ;  Le guide pratique UTE C 15.103 relatif au choix des matériels électriques en fonction des influences externes ;  Le guide pratique UTE C 15.520 relatif aux modes de pose et aux connexions des installations électriques à basse tension ;  Le guide pratique UTE C 15.559 relatif aux installations d'éclairage en TBT le cas échéant ;  La norme NFC 17.102 relative à la protection contre la foudre et aux installations de paratonnerre à dispositifs d'amorçage ;  La norme NFC 17.200 relative aux installations d'éclairage public à appliquer pour l'éclairage extérieur ;  Les prescriptions de la norme EN 60.439 concernant les enveloppes et les indices de protection ;  NFC 13.100 : Postes de livraison établis à l'intérieur d'un bâtiment et alimentés par un réseau de distribution publique HTA (jusqu'à 33 kV)  NFC 11.001 : Textes officiels relatifs aux conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions d'énergie électrique  NFC 15.100 : Révisée en Décembre 2002 - Installations électriques à basse tension Règles et interprétation

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 NFC 20.010 : Règles communes aux matériels électriques - Classification des degrés de protection procurés par les enveloppes  NFC 20.030 : Matériel électrique à basse tension - Protection contre les chocs électriques  NFC 17.100 : Protection contre la foudre, installation de paratonnerre  NFC 17.102 : Protection contre la foudre, protection des structures et des zones ouvertes contre la foudre par paratonnerre à dispositif d'amorçage  Le guide UTE C 15.103 : Choix des matériels électriques (y compris les canalisations) en fonction des influences externes, septembre 1992  Le guide UTE C 15.104 : Méthode simplifiée pour la détermination des sections des conducteurs et choix des dispositifs de protection  Le guide UTE C 15.105 : Détermination des sections des conducteurs et choix des dispositifs de protection Le guide UTE C 15.106 : Section des conducteurs de protection, des conducteurs de terre et des conducteurs de liaison équipotentielle  Le guide UTE C 15.520 : Canalisations, mode de pose, connexions, mars 1992  Le guide UTE C 15.531 : Protection contre surtensions d'origine atmosphérique, installation de parafoudre  Le guide UTE C 20.033 : Guide pratique de la protection contre les chocs électriques, décembre 1992 NOTA : Cette liste n’est pas exhaustive. La conception des installations courant faibles doit être quant à elle conforme aux textes normatifs et règlements suivant :  EN 50173-1:2011 Technologies de l’information – Systèmes de câblage générique – Partie 1 : Exigences générales ;  UTE C 15-413 : Guide pratique - Protection contre les contacts indirects - Coupure automatique de l'alimentation ;  UTE C 15-520 : Installations électriques à basse tension - Guide pratique Canalisations - Modes de pose – Connexions ;

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II. 2.

La méthodologie du dimensionnement électrique

La conception des installations électriques se déroule en plusieurs étapes, avec à chaque fois l’élaborations d’un ou de plusieurs livrables et doit être conforme aux textes et règlement cités dans la sous partie II. 1. . Les étapes de la conception des installations électrique sont : ETAPE 1. L’évaluation des besoins du maitre d’ouvrage. Il est question dans cette étape d’évaluer les besoins du maître d’ouvrage. Cette tâche est principalement effectuée par l’architecte du projet qui, définit avec le commanditaire des travaux, plusieurs éléments tel que : 

Le standing de l’édifice : qui conditionne fortement le choix des équipements, en occurrence les luminaires, les éléments de climatisation, les prises et bien d’autres ;



L’usage de chaque pièce : afin de les équiper suivant l’usage et de définir les niveaux d’éclairement à y affecter.

Cette liste n’est pas exhaustive. Les besoins sont propres à chaque projet et les équipements à installer doivent être conforme au confort souhaité par le maitre d’ouvrage. A la fin de cette étape, les différents équipements choisis sont disposés sur le plan architectural afin d’équiper les différentes pièces. ETAPE 2. Calcul d’éclairage. Il est question ici d’effectuer des calculs d’éclairage dans chaque pièce de l’édifice. Les luminaires à utiliser étant déjà choisis au cours de l’étape précédente, il sera question ici de déterminer le nombre de luminaire à installer dans chaque pièce, afin de produire le flux nécessaire à l’atteinte de la consigne d’éclairement et de garantissant une bonne uniformité de l’éclairement dans chaque pièce considérée. Chaque luminaire produit un flux lumineux exprimé en Lumens (lm), avec une efficacité lumineuse donnée. Elle indique la rentabilité d’une source lumineuse. L’éclairement décrit la densité du flux lumineux en un point d’une surface. Il est exprimé en Lux (lx). Un niveau d’éclairement minimal est requis pour une vision claire et sans fatigue. Ainsi, lorsque le niveau d’éclairement diminue, les détails des objets et les textes en petits caractères sont plus difficiles à distinguer.

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Eclairement ( lx ) =

Flux lumineux(lm) Surface (m2)

Une valeur E´m de l’éclairement doit être maintenue. Pour réaliser des tâches visuelles dans des zones éclairées, la différence de luminosité ne doit pas être trop importante et il existe donc une uniformité minimale U 0 . U 0=

E min E´m

De plus, selon l’usage de chaque pièce, il y sera défini un niveau d’éclairement précis et une certaine uniformité à respecter, et ceux, conformément au texte normatif régissant l’éclairage. La figure 1 ci-dessous présente les niveaux d’éclairement à respecter dans certaines pièces dans le résidentiel.

Figure 1 : Quelques niveaux moyen d’éclairement dans le résidentiel [1](page 38). 17

Les livrables de cette étape sont : 

La note de calcul d’éclairage ;



Le plan de disposition des luminaires, comportant les courbes isophotes de l’éclairage de chaque pièce.

Le guide pratique sur l’éclairage [2] de Zumtobel, va plus en détail sur les normes d’éclairement dans divers édifices.

ETAPE 3. Equiper les différentes pièces de prises électriques Il est question au cours de cette étape, de disposer les prises et attentes électriques sur le plan architectural. Selon les pièces, nous avons les exigences suivantes : 1) Séjour  

5 socles de prises minimum avec 1 prise électrique par tranche de 4 m2 (Ex : 7 pour séjour 27m2) ;



Personnalisation possible pour séjour > 28 m2, avec un minimum de 7 prises électriques ;



Plus une prise à proximité immédiate de la commande d'éclairage (peut être comptabilisé dans les 5) ;



Personnalisation possible pour séjour > 40 m2, avec un minimum de 7 prises électriques.

2) Salle de bain 

Une prise est autorisée hors volume ;



Plus une prise électrique dans la pièce entre 0,90 et 1,30 m, à proximité immédiate de la commande d'éclairage si cette dernière est à l'intérieur

3) Circulation, WC et autres locaux Une prise électrique est obligatoire dans les circulations et locaux > 4 m2. Dans le WC, une prise électrique est à prévoir à proximité immédiate de la commande d'éclairage 4) Cuisine 

Six prises sont à prévoir dont 4 au-dessus du plan de travail ;



Si surface la surface est inférieur à 4 m², 3 socles sont admis

18



Une prise à proximité immédiate de la commande d'éclairage (peut-être comptabilisé dans les 6)

5) Chambre 3 prises à installer en périphérie plus une à proximité immédiate de la commande d'éclairage De façon générale, les prises ont une hauteur de montage entre 0,05 m et 1,3 m.

ETAPE 4. Elaboration des plans d’éclairage, prises et attentes électriques, plan de prise de terre. Il question ici d’indiques sur les plans, comment seront câblés et commandés, les différents circuits d’éclairage ; mais aussi le câblage des prises et attentes électriques. Nous devons prendre bien soin ici d’identifier les boites de dérivation, tableau électrique, appareils de commande d’éclairage, les luminaires. Les circuits d’alimentations doivent être indiqués ainsi que les armoires électriques sources. Les câbles d’alimentations de chaque circuit doivent pouvoir renseigner sur le nombre de conducteur qui le compose. Nous aurons alors des mentions telles que : 

3G1,5 qui signifie que nous avons ici un câble de 03 conducteurs;



3×1,5 signifie que nous avons 03 conducteurs séparés et logés dans la même gaine.

Une fois ces premiers plans réalisés, il est ensuite question de déterminer et de dessiner le circuit de prise de terre que sera mis sur pied. Le couple mise à la terre – protection différentielle est une obligation et doit être de qualité. Une bonne prise de terre dépend de la résistivité du sol considéré. Notons que la prise de terre à fond de fouille présente la meilleure résistance de terre. Le tableau ci-dessous nous présente les résistivités obtenues en Ohm en fonction de la nature du sol pour une surface donnée. Constitution de la prise de terre pour une stabulation de 12 X 40 mètres Boucle en fond de fouille 10 piquets verticaux de 2 m

Arable gras et terrains humides 1à3Ω 3à8Ω

Nature du terrain Arable maigre et remblais grossier 10 à 20 Ω 23 à 45 Ω

Pierreux sec et sable sec 50 à 100 Ω 120 à 220 Ω

Les livrables de cette étape sont : Tableau 1 : Résistivité obtenue en Ohms (Ω) 19



Le plan de câblage de l’éclairage ;



Le plan de câblage des prises et attentes électriques ;



Le plan de prise de terre.

ETAPE 5. Bilan de puissance et carnet de câble. C’est un des points très important dans le dimensionnement de l’installation. Il s’agit ici de de recenser tous les circuits dessiner à l’étape précédente, de renseigner la puissance de ces derniers et les regrouper en groupe. Chaque groupe sera commandé par un organe de coupure (sectionneur, interrupteur, etc.). Les coefficients d’utilisation des équipements, les coefficients de simultanéités et d’extensions doivent être intégrés dans le bilan de puissance conformément à la norme NF C15 100. Le facteur d’utilisation k u est un coefficient qui caractérise le taux d’utilisation de la charge en fonction du temps. Il est utilisé pour déterminer les courants circulant dans les circuits amont et dimensionner la source. Par contre, s’il n’est pas pris en compte dans le choix de la protection contre les surintensités du circuit et les caractéristiques de la canalisation. L’application de ce coefficient nécessite une parfaite connaissance du fonctionnement des récepteurs. Le coefficient de simultanéité ou de foisonnement k s caractérise les conditions d’exploitation de l’installation notamment pour les moteurs et prises de courant. Il nécessite donc une connaissance détaillée de l’installation. Il est utilisé pour le choix des jeux de barre ou des canalisations électriques préfabriquées auquel il est affecté, pour déterminer le courant circulant dans le circuit amont et pour dimensionner la source. Ce coefficient est très important pour définir la puissance souscrite auprès du fournisseur d’électricité. Une installation peut être modifié ou étendue. Le coefficient d’extension k e est un facteur de réserve, utilisé lors des extensions, afin de prendre en compte les évolutions prévisibles de l’installation et ne pas modifié l’ensemble de l’installation. Le facteur de réservation s’applique généralement au niveau des armoires de distribution principale. Le tableau ci-dessous nous donnent quelques valeurs des coefficients issues des normes en vigueur. Elles sont données à titre indicatif et son le fruit de multiples expériences.

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Facteur d’utilisation Guide pratique NF C15 105 Utilisation

ku

Force motrice Eclairage Chauffage Prise de courant Ventilation Climatisation Froid Moteur le plus puissant Ascenseur et monte-charge Moteur suivant Autres moteur

0,75 à 1 1 1 0,1 à 0,2 1 1 1

Facteur de simultanéité Norme NFC 63-410 Norme NF C 14-100 Nombre Nombre ks ks de circuits de circuits 2 et 3 0,9 2à4 1 4 et 5 0,8 5à9 0,78 6à9 0,7 10 à 14 0,63 10 et plus 0,6 15 à 19 0,53 20 à 24 0,49 25 à 29 0,46 30 à 34 0,44

1

35 à 39

0,42

0,75 0,6

40 à 49 50 et plus

0,41 0,38

Facteur d’extension

ke

1,1 à 1,25

Tableau 2  : Valeurs normalisées des coefficients k u , k s et k e

Figure  : Exemple d'estimation des puissances (les facteurs utilisés à titre d'exemple n'ont qu'une valeur indicative). [3] Parallèlement, un carnet de câble doit être établit. Ce carnet ressence les câbles d’alimentations de chaque circuit. Il doit comporter la longueur et le nom de chaque circuit, mais aussi le nom de la pièce alimenté et la puissance consommée par le circuit. Notons que, un circuit commence de la source d’énergie (le tableau de répartition le plus souvent) jusqu’au

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dernier récepteur alimenté par le circuit considéré. Ce carnet sera très utile dans l’étape suivante. Les livrables ici sont : 

La note de calcul du bilan de puissance ;



Le carnet de câble.

ETAPE 6. Calculs de la section des câbles et des protections. 1) Les câbles Cette étape consiste dans un premier temps à déterminer la section de câble de chaque circuit. En effet, l’énergie sera acheminée de la source vers les différents récepteurs à partir de conducteur. Leur choix se fera en fonction de nombreux critères : quantité d'énergie à transporter, longueur utilisée, influences externes, modes de pose, etc. La norme a bien évidemment pris en compte toutes ces conditions et le domaine d'emploi de chaque conducteur est défini avec précision. On rencontre deux types de conducteurs : les conducteurs isolés et les câbles. i.

Les conducteurs isolés

Les conducteurs isolés se composent d'une âme conductrice et d'une enveloppe isolante. L'âme conductrice est généralement en cuivre. L'enveloppe isolante, généralement en PVC pour les conducteurs utilisés dans les installations domestiques, est de différentes couleurs afin de faciliter leur repérage. Les sections les plus utilisées sont : 

1, 5 mm' pour les circuits d'éclairage et les prises de courant ;



2, 5 mm2 pour les prises de courant ;



4 et 6 mm' pour les circuits de puissance.

La norme impose un code couleur. Le conducteur de protection, ou de terre, doit être repéré par la double coloration vert et jaune. Le conducteur de neutre est toujours bleu clair. La couleur des autres conducteurs est libre. Par convention, on utilise le rouge, le noir ou le marron pour le conducteur de phase. Les autres couleurs sont surtout utilisées pour le repérage des circuits d'éclairage.

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Les conducteurs H07V-U disposent d'une âme rigide monobrin en cuivre . Les conducteurs H 07V-R disposent d'une âme composée de plusieurs brins de cuivre rigide. Les conducteurs H07V-K ont une âme constituée de brins de cuivre souples . ii.

Les câbles

Les câbles consistent en plusieurs fils isolés de même section réunis sous une ou plusieurs enveloppes isolantes supplémentaires en fonction de leur domaine d'utilisation. Ils peuvent également contenir une armature métallique qui renforce leur résistance aux chocs mécaniques. Les câbles les plus courants dans une installation domestique en monophasé contiennent trois conducteurs : un vert et jaune pour la terre, un bleu pour le neutre, un noir ou marron pour la phase. Il existe donc un vaste choix selon la section, le nombre de conducteurs, la rigidité et les diverses protections extérieures. Les conducteurs déterminés une fois déterminés doivent être posé sur des chemins de câble et des conduits. Ces différents conduits doivent toujours être remplis au deux tier (2/3). La Figure 3 ci-après présente les différents types de câbles utilisés dans les installations BT. La figure 4 ci-après présente les différents conduits électriques.

23

Figure  : Les conducteur électriques. [4]( Page 284).

Figure  : Les principaux types de conduits électriques. [4](page 288)

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2) La protection des circuits Dans un second temps, on détermine les protections de de chaque circuit. Deux conducteurs électriques qui entrent accidentellement en contact, ou trop d’appareils branchés sur un même circuit, et c’est l’échauffement brutal de fils électriques, à l’origine d’un grand nombre d’incendies. Les circuits établis précédemment doivent alors être protégés par un ou plusieurs dispositifs à savoir : i.

L’interrupteur différentiel

Son but est de protéger les personnes contre les contacts indirects. Ils ne détectent que les fuites de courant, donc pas les courts-circuits ni les surcharges. Les interrupteurs différentiels 30 mA sont utilisés pour protéger les groupes de circuits situés en aval et disposant de leur propre protection contre les courts-circuits et les surintensités. Toute installation électrique doit disposer d'au moins 2 DDR et l’on ne doit pas raccorder plus de 8 circuits en aval d'un DDR (8 protections). La figure ci-contre nous présente les critères de choix d’un dispositif

Figure  : Interrupteur différentiel. [4] DDR.

ii.

Le disjoncteur divisionnaire

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Les disjoncteurs divisionnaires servent à protéger les circuits contre les surcharges et les courts-circuits. On les installe sur le tableau de répartition, à l'origine de chaque circuit, sous l'interrupteur différentiel du groupe. Dans les installations domestiques, on utilise des disjoncteurs divisionnaires phase + neutre dont la largeur correspond à un module. Plusieurs modèles sont disponibles selon leur intensité nominale (2, 6, 10, 16, 20, 25, 32 A), en fonction de la section des conducteurs et de la nature des circuits à protéger La figure ci-contre présente les critères pour le choix du disjoncteur.

Figure  : Le choix des protections en fonction des circuits [4] 26

iii.

Le parafoudre

Pour lutter contre les phénomènes de surtensions dues à la foudre, il est nécessaire d'installer un appareil de protection dans le tableau de répartition : le parafoudre. Il protège l'installation en écoulant le courant excédentaire vers la terre. Son installation est obligatoire dans les régions les plus exposées, notamment si l'installation électrique est alimentée par un réseau public de distribution intégralement ou partiellement aérien. Le parafoudre doit être installé avec un dispositif de déconnexion tel qu'un disjoncteur divisionnaire bipolaire. Pour une sécurité accrue, il est également possible de protéger individuellement les matériels sensibles comme les ordinateurs, les télévisions ou le matériel hi-fi. Utilisez des prises de courant équipées d'un bloc parafoudre, des blocs multiprises ou des adaptateurs pourvus d'un parasurtenseur. Ces dispositifs ne dispensent pas de poser un parafoudre en tête de l'installation dans les régions exposées. La figure ci-dessous nous présente les critères de choix d’un parafoudre.

Figure  : Le parafoudre basse tension. [4]

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La liste des équipements est non exhaustive. Tous les équipements de protection sont rangés dans le tableau divisionnaire. Les appareillages se clipsent sur un rail métallique. La platine des tableaux est pourvue de borniers servant à raccorder les conducteurs de phase, de neutre et de terre. Vous devez déterminer le tableau dont vous avez besoin. Pour cela, comptez le nombre d'appareillages nécessaires d'après le nombre de circuits. Définissez le nombre de modules par type d'appareillage et additionnez le tout. Ajoutez 20 % en guise de réservation pour de futures extensions, comme le prescrit la norme. L’armoire électrique doit être simulée et ses dimensions déterminées. Les livrables ici sont : 

Un schéma unifilaire de l’installation ;



Un plan de l’armoire électrique.

ETAPE 7. Fourniture d’un devis quantitatif et des fiches techniques des équipements. Il est question dans cette étape de faire un récapitulatif de tout le matériel à installer et de déterminer les quantités en vu de l’achat. Les fiches techniques de tous les matériels doivent également être fournies. Les livrables :   

Devis quantitatif ; Fiches techniques.

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II. 3.

Les outils utilisés pour concevoir une installation électrique.

Les calculs étants fastidieux lors de leurs réalisations à la main, la Cabinet MBA a mis à notre disposition un bon nombre d’outils logiciels. On peut présenter quelques-uns à savoir : 1) DIALux DIALux est le principal logiciel de conception d'éclairage, disponible gratuitement en 25 langues. Il permet de planifiez, calculez et visualisez la lumière pour les zones intérieures et extérieures. Des bâtiments entiers et des pièces individuelles aux places de parking ou à l'éclairage public. DIALux permet de créer une atmosphère unique avec les produits réels de ses partenaires et de convaincre avec un projet d'éclairage individuel. Ce logiciel est utilisé par des milliers de concepteurs d’éclairage dans le monde entier et facilite la conception de systèmes d’éclairage pour l’intérieur et l’extérieur. Le logiciel DIALux permet une analyse quantitative simple d’un projet et dispose également d’une fonctionnalité de rendu 3D simple, très utile pour les calculs d’éclairage intérieur, extérieur et public. En parallèle, DIALux détermine la consommation d’énergie de votre projet d’éclairage afin de se conformer aux directives nationales et internationales. Nous avons pour notre projet utilisé la version DIALux evo, parce qu’elle permet de réaliser de meilleur rendu 3D, mais aussi d’intégrer facilement les détails des pièces aux calculs.

Figure  : Image de l’icone de DIALux evo.

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2) Autocad 2D Autocad est un logiciel de dessin technique pluridisciplinaire assisté par ordinateur, le plus répandu au monde. Logiciel de référence, souvent utilisé par les architectes ou les architectes d’intérieur, il a été créé dans les années 80 par Autodesk, aujourd’hui, leader sur le segment du logiciel 2D/3D. Autocad permet de réaliser des dessins avec une simplicité sans pareil. Il nous a permis de réaliser tous nos schémas de câblage et les schémas du système électrique. Un des atouts de ce logiciel est sa compatibilité avec DIALux. Ainsi il est simple d’importer les plans d’emplacement des luminaires, mais aussi la qualité des rendu Autocad est exceptionnelle.

Figure  : Le logo d’Autocad 2D

3) CANECO BT C’est un logiciel de Conception automatisée d’installations électriques basse tension, mis sur pied par ALPI. Caneco BT intègre en une seule et même solution les différents métiers de l’électricien à savoir : 

Calcul et dimensionnement économique des circuits :

• Effectuez les calculs électriques selon les normes en vigueur nationales et internationales (NFC 15-100, HD 384, IEC 60364, etc.). • Dimensionnez automatiquement les matériels les plus adaptés à partir d’une base de données multi fabricants. 

Réalisation automatisée des schémas électriques de puissance :

• Concevez automatiquement les schémas de puissance grâce à 3 interfaces de travail dynamiques.

30



Conception automatisée des armoires préfabriquées :

• Prédéterminez les matériels électriques dimensionnés et les auxiliaires, conformément aux règles de conception du fabricant d’origine. 

Nomenclature chiffrée des tableaux et des câbles de toute l’installation :

• Grâce à la base de données technique et tarifaire, qui regroupe 400 000 articles, réalisez la nomenclature et le chiffrage complet des tableaux et câbles. 

Génération automatique des schémas multifilaires :

• Exportez les schémas et données des unifilaires tableaux Caneco BT vers le logiciel SEE Electrical Expert de la société IGE+XAO. Utiliser Caneco BT présente plusieurs avantages à savoir : 

Qualité et conformité

Caneco BT permet d’éviter les saisies multiples et donc de diminuer les risques d’erreur. Il intègre également dans son moteur de calcul 17 normes internationales. 

Gain de temps

Caneco BT réduit le temps d’étude grâce à la saisie simplifiée des données et à la production automatisée de la documentation. 

Réduction des coûts

Le moteur de calcul réalise automatiquement le dimensionnement le plus économique conformément à la norme en vigueur. 

Ouvert à l’international

Caneco BT permet de concevoir des projets à l’international grâce aux catalogues matériels des fabricants adaptés pour chaque pays, et aux options multinormes et multilingues (7 langues d’interface).

Figure  : Le logo de Caneco BT

31

III. CONCEPTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES POUR PROJET DE CONSTRUCTION D'UN IMMEUBLE SS+R+3 A USAGE D'HABITATION A ESSOS  : LES RESULTATS. III. 1. Présentation générale du bâtiment Le bâtiment soumis à notre étude est un immeuble de 3 étages, un rez de chaussée et un soussol. L’immeuble doit être construit au quartier ESSOS en bordure de route. Les locaux de ce bâtiment sont prévus pour un usage d’habitation. Le bâtiment est constitué de : 

Un parking situé au sous-sol ;



04 boutiques, situées au Rez de chaussée ;



02 petits appartements situés au Rez de chaussée ;



06 appartements repartis dans les trois étages.

L’architecture des appartements est type américain et on nous recommande d’y concevoir des installations haut standing.

III. 2.Présentation des résultats 1) Eclairage Les niveaux d’éclairement des locaux seront conformes à ceux requis par l’association française de l’éclairage à savoir : TYPE DE LOCAL Parking Boutique Salon Cuisine Chambre Salle de bain Escalier Tableau 3  : Consignes d’éclairements.

NIVEAU D’ECLAIREMENT (lux) 10 300 100 (éclairage général) 300 (éclairage général) 100 (éclairage général) 180 150

Les différents résultats de calcul sont consignés dans la note de calcul d’éclairage et le plan d’implantation des luminaires transmis dans le dossier des résultats.

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La figure ci-après présentent une ébauche de nos résultats d’éclairages.

Figure  : Résumé du calcul d’éclairage pour le coin cuisine des appartements des étages courants. Nous avons choisi les luminaires à LED de la marque Thorn, parce que ces derniers remplissent pour nous le meilleur rapport qualité prix.

2) Plans de câblage Nous avons dessiné les plans de câblage de l’éclairage et des prises comme le montre les figures ci-après. Chaque appartement possède deux circuits d’éclairage afin de garantir la disponibilité de la fourniture d’énergie pour l’éclairage. Pour les circuits de prises, pas plus de 08 prises par circuit. Les attentes électriques sont toutes alimentés par des circuits dédiés.

33

Figure  : Plan de câblage des circuits de prises et attentes électriques des appartements des étages courants

34

3) Le bilan de puissance Le bilan de puissance est réalisé conforment à la méthodologie décrite en étape 4. Le tableau ci-après nous présente un récapitulatif. N °

APPAREILS INSTALLATION

Nbre

1 2

TDS TDB1

1 1

3

TDB2

1

4

TDB3

1

5

TDB4

1

6

TDA1 RDC

1

7

TDA2 RDC

1

8

TDA1 R+1

1

9

TDA2 R+1

1

TDA1 R+2

1

TDA2 R+2

1

TDA1 R+3

1

TDA2 R+3

1

1 0 1 1 1 2 1 3

Puissance unitaire (W)

Puissance Installée totale ( W)

Utilisati on (Ku)

Simultan éité (Ks)

Extens ion (Ke)

Puissance utile (W)

Facteur de puissan ce

3353,664 1949,664

1 1

0,9 1

1 1

3018,30 1949,66

0,84 0,81

1949,664

1

1

1

1949,66

0,81

1949,664

1

1

1

1949,66

0,81

1949,664

1

1

1

1949,66

0,81

6887,424

1

0,9

1

6198,68

0,80

6887,424

1

0,9

1

6198,68

0,80

1

0,65

1

7791,67

0,83

1

0,65

1

7791,67

0,83

1

0,65

1

7791,67

0,83

1

0,65

1

7791,67

0,83

1

0,65

1

7791,67

0,83

1

0,65

1

7791,67

0,83

3353,66 1949,6 64 1949,6 64 1949,6 64 1949,6 64 6887,4 24 6887,4 24 11987,1 84 11987,1 84 11987,1 84 11987,1 84 11987,1 84 11987,1 84

11987,18 4 11987,18 4 11987,18 4 11987,18 4 11987,18 4 11987,18 4

COEFFICIENT

Puissance utile totale du tableau Coefficient global de simultanéité du tableau Puissance foisonnée du tableau Facteur de puissance global calculé Puissance calculée du tableau

69964,3 3 0,63 44077,5 3 0,82 53,68

W

W KVA

Tableau 4  : Bilan de puissance Il en ressort que, l’installation d’un transformateur pour alimenter l’immeuble n’est pas un impératif. Toutefois, le fournisseur d’électricité devra se rassurer de la disponibilité des 54 kVA demandé par le nouvel édifice à construire. Une solution visant à relever le facteur de puissance pour baisser le courant absorbé, peut s’avérer nécessaire pour le dimensionnement d’une source de secours pouvant pallier aux coupures d’énergies rencontrées dans le réseau électrique Camerounais.

35

4) Calculs des câbles et protections des circuits. Nous réalisons le calcul des câbles et des protections des circuits à l’aide de Caneco BT. Nous avons opté pour l’utilisation des câbles U1000R2V et la protection des circuits terminaux par les disjoncteurs DT40 de Schneider. La figure ci-contre nous montre une partie du schéma unifilaire du tableau électrique alimentant le sous-sol (TDS)

Figure  : Schéma unifilaire du tableau alimentant le sous-sol. 36

Nous simulons les armoires électriques à l’aide du logiciel Rapsodie de Schneider. La figure ci-contre présente l’armoire électrique des appartements des étages courants. Chaque tableau a une réserve de 20%.

Figure  : Tableau divisionnaire d’appartement pour étage courant.

Nous réalisons un synoptique de toute l’installation courant fort illustré par la figure 16.

37

Figure  : Synoptique de distribution courant fort.

38

CONCLUSION Il s’est agi dans ce rapport de stage, de la conception des installations électriques pour le projet de construction d'un immeuble ss+r+3 à usage d'habitation au quartier ESSOS à Yaoundé. Ceci avec pour objectifs, de garantir la qualité et le respect des normes par les installations électriques du nouvel édifice à bâtir. Dans la première partie, nous avons présenté le cadre dans lequel s’est déroulé notre stage à savoir, le CABINET F. MBA, ainsi que le déroulement du stage. Dans la seconde partie, nous exposons la méthodologie de conception par nous adopté et les outils mis à notre disposition pour réaliser la tâche. Et enfin, dans la partie III, nous présentons les résultats de nos différents travaux. Notons que ceux-ci ont été jugés correct par nos encadreurs. Bien que nous ne les ayons pas présentés ici, nous avons mené des travaux également sur les installations courant faible ainsi que le dimensionnement de la climatisation des locaux. Nous pouvons affirmer avec certitude que ce stage a été très bénéfique pour nous. Autant bien sur le plan académique que sur le plan humain. En effet nous avons pu cerner, quel sont les attentes et les exigences de la vie professionnelle envers un ingénieur dans un bureau d’étude. Dans le but d’améliorer notre travail, nous pensons à dimensionner un parc à batterie afin de relever le facteur de puissance de notre installation. Mais aussi de déterminer les caractéristiques d’une source de secours pouvant garantir la continuité de fourniture d’énergie dans le bâtiment.

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BIBLIOGRAPHIE [1] A. DENEYER, P. D’HERDT et B. DEROISY. 2011. GUIDE PRATIQUE ET TECHNIQUE DE L’ÉCLAIRAGE RÉSIDENTIEL ; [2] Zumtobel Lighting GmbH. Juillet 2017. Manuel pratique de l’éclairage ; [3] Schneider Electric. 2010. Guide de l'installation électrique 2010 ; [4] Thierry GALLAUZIAUX et David FEDULLO. Cinquième édition 2018. LE GRAND LIVRE DE L'ELECTRICITE ; [5] PROMOTELEC. Septembre 2003. Mise à la terre pour sécurité électrique ; [6] SRD. 09 Janvier 2014. BRANCHEMENTS COLLECTIFS, Normes en vigueur : NFC 14-100, NFC 11-201.

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ANNEXES ANNEXE I.

Les grandeurs photométriques de base.

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42

ANNEXE II. Plan d’implantation des luminaires au sous-sol

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44

45