Rapport de Stage de Fin D'année [PDF]

Zitiervorschau

Département Génie Electrique

Rapport de Stage de Fin d’Année Pour l’obtention du titre d’Ingénieur d’Etat de l’ENSET Mohammedia

Filière : «Génie Electrique Option : Génie électrique et contrôle des systèmes industriels»

GE-GECSI

Dimensionnement de l’installation BT d'une nouvelle station de dessalement de l’eau

Lieu du stage : PROJETIA

Réalisé par : M. Mehdi CHMAITI

Encadré par : M. ELAATER MOHAMED

M. Nabil AYAT

Année Universitaire : 2019-2020

ENSET, Avenue Hassan II - B.P. 159 - Mohammedia - Maroc  05 23 32 22 20 / 05 23 32 35 30 – Fax : 05 23 32 25 46 - Site Web: www.enset-media.ac.ma E-Mail : [email protected]

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Dédicace Je dédie mon projet de fin d’année à : Mon Dieu, mon espoir, grâce à ALLAH que je suis là…! Mes chers parents : CHMAITI Salah & ELMRINI Aicha qui sont le secret de ma force, et ma chère grande mère YAKOUTI Aidiya, pour tous les longues années d’accompagnement de sacrifices et de privations qui ne peuvent jamais s’exprimer, aucun acte ou expression ne pourra exprimer mes sentiments de reconnaissances, de gratitude et de dévouement envers vous ! Merci pour les valeurs nobles, l'éducation et le soutient permanent venu de votre part. Que dieu vous garde et vous procure santé et bonheur… ! Mes chers frères : Mina, Siham, Ayoub et Othman pour leur aide, et appui dans les moments difficiles… Pour l’énorme effort. A toute la famille. A mes meilleur(e)s ami(e)s pour leur soutien et leur accompagnement. A mon binôme. A tous les enseignants et collègues de l’ENSET. A tous ceux qui, un jour, ont pensé à moi, les plus beaux mots ne sauraient exprimer ma redevance CHMAITI Mehdi

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Dédicaces Je dédie mon projet de fin d’année à : Mon Dieu le tout puissant pour sa bénédiction, il est toujours près de moi. Ma très chère mère Najat, En témoignage de ma fidèle affection, mon profond amour et ma reconnaissance pour votre soutien et tous les sacrifices que vous n’avez pas cessé de déployer afin de rendre ma vie aisée. Mon cher père AYAT Abdelhak, Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le respect que j’ai toujours eu pour vous. Rien au monde ne vaut les efforts fournis jour et nuit pour mon éducation et mon bien être. Ce travail est le fruit de vos sacrifices que vous avez consentis pour mon éducation et ma formation. À mes sœurs Chaimae, Khouala, et mon frère Youness, Je souhaite que vous trouviez en ce travail l’expression de mon amour fraternel. A mes meilleur(e)s ami(e)s pour leur soutien et leur accompagnement. A mon binôme Mehdi CHMAITI. A tous les enseignants et collègues de l’ENSET. A tous ceux qui, un jour, ont pensé à moi, les plus beaux mots ne sauraient exprimer ma redevance.

AYAT Nabil

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Remerciement Nul travail ne peut se réaliser sans les conseils et les suggestions des autres, pour cela nous tenons à remercier tout d’abord ALLAH le tout puissant pour son aide et sa Bénédiction. Nous remercions dans un premier temps, toute l’équipe pédagogique de L’ENSET et les intervenants professionnels responsables de la formation. Nous adressons nos sincères remerciements aux enseignants de la filière « Génie Eléctrique et Contrôle des Systèmes Industriels » Nous tenons à remercier vivement l’entreprise PROJECTIA de nous avoir accueillis durant cette période pour effectuer notre stage de fin d’année, en nous offrant ainsi la possibilité d’acquérir une expérience professionnelle très enrichissante. Nous remercions très chaleureusement nos encadrants M. Zouhair ECH-CHARRADY et M.ELAATER Mohamed pour la qualité de leurs encadrements et pour nous avoir fait l’honneur de guider ce travail, auquel ils ont consacré un grand intérêt malgré leurs nombreuses préoccupations et leurs grandes responsabilités. Nous sommes aussi grandement redevables pour les connaissances et les idées qu’ils nous ont apportées tout au long de ce projet. Nous remercions tous les membres du jury pour l’honneur qu’ils ont fait en acceptant d’être présent le jour de soutenance de notre projet. Nous remercions tous ceux qui nous ont aidés quotidiennement ou ponctuellement et qui nous ont encouragés dans notre travail et rien ne se serait aussi bien déroulé sans le soutien constant et chaleureux de tous les membres de nos familles ainsi que toutes autres personnes qui nous sont chères.

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Résumé L’Ecole Normale Supérieure d’Enseignement Technique de Mohammedia (ENSET-M), une école qui forme des ingénieurs d’excellence qui se démarquent par leurs qualités d’analyse et de réflexion, également par leurs ouverture d’esprit, leurs culture générale et leurs capacité à concevoir, organiser, animer des évènements et réaliser des projets à la hauteur, qu’ils soient associatifs, culturels, artistiques, environnementaux, sociaux ou sportifs. Le présent travail s'inscrit dans le cadre de notre formation d’ingénieur à l’École Normale Supérieure d’Enseignement Technique Mohammedia (ENSET-M), il s’agit de notre projet de fin d’année, effectué au sein de la société PROJECTIA, d’une durée de 7 semaines, et ayant pour objectif, l’étude technique et dimensionnement de l’installation électrique BT d’une nouvelle industrie de dessalement de l’eau. Comme l’indique l’intitulé du rapport, notre travail consistait à dimensionner l’installation électrique du poste 22 KV/400 V d’une nouvelle station de dessalement de l’eau. C’est dans ce contexte que nous étions appelés à coopérer avec le personnel du département étude pour mener à bien l’étude de ce projet. Ce rapport est divisé en deux volets principaux. D’abord, la présentation de l’organisme d’accueil ainsi qu’une généralité sur les stations de dessalement. Ensuite, dimensionnement de l’installation BT d’une unité de dessalement de l’eau. Mots clés : Bilan de puissance, installation électrique, énergie réactive, Poste, haute tension, basse tension, réseau de terre, jeux de barres, protection…

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Abstract The Higher Normal School of Technical Education (ENSET-M), a school that trains engineers of excellence who stand out for their analytical and reflective qualities, also for their open-mindedness, their general culture and their ability to design, organize, animate events and carry out projects to the height, whether they are associative, cultural, artistic, environmental, social or sporting. The present work is part of our engineering training in the Higher Normal School of Technical Education (ENSET-M)), this is our end-of-year project, carried out within the company PROJECTIA, lasting 7 weeks, and having for objective, the technical study and dimensioning of the LV electrical installation of a new water desalination industry. As indicated in the title of the report, our work consisted in dimensioning the electrical installation of the 22 KV/400 V substation of a new water desalination plant. It is in this context that we were called upon to cooperate with the staff of the design department to carry out the study of this project. This report is divided into two main parts. First, the presentation of the host organization and a general overview of desalination plants. Then, dimensioning of the LV installation of a water desalination unit. Key words: Power balance, electrical installation, reactive energy, substation, high voltage, low voltage, earth network, busbars, protection...

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Table des matières Introduction générale ................................................................................................................ 11 CHAPITRE I : Présentation de l’organisme d’accueil et contexte général du projet ............ 12 1

Présentation de PROJECTIA ........................................................................................... 13 1.1 Présentation de l'organisme d’accueil : ......................................................................... 13 1.2 Historique : .................................................................................................................... 13 1.3 Fiche signalétique : ........................................................................................................ 13 1.4 Organigramme de l’Enterprise : .................................................................................... 14 1.5 Secteurs d'activité : ........................................................................................................ 14 1.6 Les partenaires de la société : ........................................................................................ 15 1.7 Réalisation de PROJECTIA : ........................................................................................ 15 1.8 Moyens matériels .......................................................................................................... 18

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1.8.1

Matériel informatique ......................................................................................... 18

1.8.2

Matériel de chantier ............................................................................................ 18

1.8.3

Matériel de transport et de manutention ............................................................. 18

Présentation du projet ....................................................................................................... 19 2.1 Les stations de dessalement........................................................................................... 19 2.1.1

Définition : ......................................................................................................... 19

2.1.2

Types des stations de dessalement ..................................................................... 19

2.1.2.1

Osmose inverse ......................................................................................................... 20

2.1.2.2

Electrodialyse ............................................................................................................ 21

2.1.2.3

Distillation par compression de vapeur..................................................................... 21

2.1.2.4

Distillation solaire ...................................................................................................... 21

2.2 Cahier de charge ............................................................................................................ 22 3

Planning du projet ............................................................................................................ 23

Conclusion du chapitre : ........................................................................................................... 23 CHAPITRE II : Dimensionnement de l’installation électrique............................................... 24 Introduction : ............................................................................................................................ 25 1

Dimensionnement du TSA : ............................................................................................. 25

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1 Bilan de puissance : ....................................................................................................... 25 1.1.1

Bilan de puissance unité forage : ........................................................................ 26

1.1.2

Bilan de puissance unité regard d’arrivée : ........................................................ 27

1.1.3

Bilan de puissance unité pré chloration : ........................................................... 27

1.1.4

Bilan de puissance unité Bâche tampon : ........................................................... 27

1.1.5

Bilan de puissance unité de surpression : ........................................................... 27

1.1.6

Bilan de puissance unité filtres à sable : ............................................................ 27

1.1.7

Bilan de puissance unité ré minéralisation : ....................................................... 28

1.1.8

Bilan de puissance unité acidification : .............................................................. 28

1.1.9

Bilan de puissance unité séquestrant : ................................................................ 28

1.1.10 Bilan de puissance unité dé chloration : ............................................................. 28 1.1.11 Bilan de puissance unité chloration :.................................................................. 29 1.1.12 Bilan de puissance unité de surpression : ........................................................... 29 1.1.13 Bilan de puissance unité correction de PH : ....................................................... 29 1.1.14 Bilan de puissance unité osmoseur : .................................................................. 30 1.1.15 Bilan de puissance unité bâche tampon : ........................................................... 30 1.1.16 Bilan de puissance de château : .......................................................................... 30 1.1.17 Bilan de puissance éclairage, climatisation … ................................................... 31 1.1.18 Bilan de puissance global : ................................................................................. 31 1.2 Choix du transformateur MT/BT : ................................................................................ 31 1.2.1

Définition : ......................................................................................................... 31

1.2.2

Paramètres caractérisant un transformateur : ..................................................... 32

1.2.3

Description des technologies : ............................................................................ 33

1.2.3.1

Transformateurs de type secs : ................................................................................. 33

1.2.3.2

Transformateurs de type immergés : ........................................................................ 33

1.2.4 2

Choix de la technologie : .................................................................................... 33

Compensation de l’énergie réactive : ............................................................................... 35 2.1 Principe de la compensation d’énergie réactive ............................................................ 35 2.2 Conception et dimensionnement de la compensation : ................................................. 36

3

2.2.1

Calcul de la puissance réactive ........................................................................... 36

2.2.2

Choix de la zone de compensation ..................................................................... 37

Appareils de coupure et de sectionnement ....................................................................... 40

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 3.1 Interrupteur : .................................................................................................................. 40 3.2 Contacteur : ................................................................................................................... 40 3.3 Fusible : ......................................................................................................................... 41 3.4 Sectionneur : .................................................................................................................. 42 3.5 Disjoncteur : .................................................................................................................. 43 4

Etude de l’installation de distribution Base Tension ........................................................ 45 4.1 Schéma unifilaire........................................................................................................... 46 4.2 Données de l’installation : ............................................................................................. 47 4.3 Dimensionnement des canalisations : ........................................................................... 48 4.3.1

Détermination du courant d’emplois Ib ............................................................. 50

4.3.2

Détermination de la section des conducteurs ..................................................... 52

4.3.3

Vérification de la chute de tension : ................................................................... 54

4.3.4

Le calcul des chutes de tension entre l’origine et tout point d’utilisation : ........ 56

4.3.5

Calcul du courant de court-circuit : .................................................................... 57

4.3.5.1

Méthode de calcul : ................................................................................................... 57

4.3.5.2

Détermination des intensités de court-circuit par les tableaux fabricants : ............. 59

Conclusion ................................................................................................................................ 61 Annexes .................................................................................................................................... 62 Annexe 1 : Choix des disjoncteurs Multi 9 .......................................................................... 63 Annexe 2 : Choix des disjoncteurs compact NS80 à 630..................................................... 65 Annexe 3 : Facteurs de correction ........................................................................................ 67 Annexe 4 : Tableau de détermination de la section minimale ............................................. 68 Annexe5 : Détermination des chutes de tension admissibles ............................................... 69 Annexe 6 : Détermination des courants de court-circuits (Icc) ............................................ 70 Annexe 7 : Tableau de détermination des courants de court-circuits (Icc) .......................... 71

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Liste des figures Figure 1: L'organigramme de Projectia .................................................................................... 14 Figure 2: les partenaires de Projectia ....................................................................................... 15 Figure 3: Morocco mall ............................................................................................................ 15 Figure 4: Anfa Place ................................................................................................................. 16 Figure 5: Siège de RMA WATANIYA .................................................................................... 16 Figure 6: Siège de Maroc télécom ............................................................................................ 16 Figure 7: Matériel de transport et de manutention ................................................................... 18 Figure 8: Les divers procédés de dessalement ......................................................................... 20 Figure 9 : Principe de l'osmose et de l'osmose inverse ............................................................ 20 Figure 10 : Le dessalement électrodyalyse............................................................................... 21 Figure 11 : Le dessalement à vaporation .................................................................................. 21 Figure 12 : Distillation solaire .................................................................................................. 22 Figure 13: Bilan de puissance unité forage .............................................................................. 26 Figure 14: Bilan de puissance unité regard d’arrivée : ............................................................. 27 Figure 15: Bilan de puissance unité pré chloration .................................................................. 27 Figure 16: Bilan de puissance unité Bâche tampon ................................................................. 27 Figure 17: Bilan de puissance unité de surpression ................................................................. 27 Figure 18: Bilan de puissance unité filtres à sable ................................................................... 27 Figure 19: Bilan de puissance unité ré minéralisation ............................................................. 28 Figure 20: Bilan de puissance unité acidification .................................................................... 28 Figure 21: Bilan de puissance unité séquestrant ...................................................................... 28 Figure 22: Bilan de puissance unité dé chloration ................................................................... 28 Figure 23: Bilan de puissance unité chloration ........................................................................ 29 Figure 24: Bilan de puissance unité de surpression ................................................................. 29 Figure 25: Bilan de puissance unité correction de PH ............................................................. 29 Figure 26: Bilan de puissance unité osmoseur ......................................................................... 30 Figure 27: Bilan de puissance unité bâche tampon .................................................................. 30 Figure 28: Bilan de puissance de château ................................................................................ 30 Figure 29: Bilan de puissance éclairage, climatisation … ....................................................... 31 Figure 30: Bilan de puissance global : ..................................................................................... 31 Figure 31: consommation après et avant compensation........................................................... 35 Figure 32: Représentation vectorielle des différentes puissances ............................................ 36

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE Figure 33 les zones de compensation ....................................................................................... 37 Figure 34 : méthode de choix du mode de compensation ........................................................ 39 Figure 35: Schéma unifilaire de l'installation ........................................................................... 46 Figure 37: procédure pour le dimensionnement des câbles et des dispositifs de protection .... 49 Figure 38: la procédure à suivre pour le dimensionnement des câbles et des dispositifs de protection .................................................................................................................................. 49

Liste des tableaux Tableau 1: Fiche signalétique ................................................................................................... 13 Tableau 2: L'organigramme de l'entreprise .............................................................................. 14 Tableau 3: Etude de Projectia .................................................................................................. 16 Tableau 4: Activité électricité industrielle ............................................................................... 17 Tableau 5: Activité VRD .......................................................................................................... 17 Tableau 6: Activité électricité tertiaire ..................................................................................... 17 Tableau 7: Activités énergie solaire ......................................................................................... 17 Tableau 8: Travaux divers ........................................................................................................ 17 Tableau 9: facteurs d’utilisation ............................................................................................... 26 Tableau 10: facteurs de simultanéité ........................................................................................ 26 Tableau 11: la valeur du courant de court-circuit triphasé du transformateur. ........................ 32 Tableau 12: avantages des zones de compensation .................................................................. 38 Tableau 13: Catégorie d’emploi des contacteurs en courant alternatif .................................... 41 Tableau 14: Courants assignés et conventionnels des fusibles gI ............................................ 42 Tableau 15: Types de disjoncteurs ........................................................................................... 43 Tableau 16: Données de l'installation....................................................................................... 48 Tableau 17: Détermination du courant d’emplois Ib................................................................ 51 Tableau 18: Détermination de la section des conducteurs ....................................................... 53 Tableau 19: Les chutes de tension admissibles ........................................................................ 54 Tableau 20: Vérification de la chute de tension ....................................................................... 55 Tableau 21: Le calcul des chutes de tension entre l’origine et tout point d’utilisation ............ 56 Tableau 22: calcul de court-circuit ........................................................................................... 58 Tableau 23: Détermination des intensités de court-circuit par les tableaux fabricants ............ 60

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Introduction générale A cause de l’augmentation des activités industrielles, les entreprises présentent de multiples besoins en termes de qualité et de performance sous les contraintes du budget et du respect du délai, tout en assurant un coût acceptable pour leurs clients. De ce fait, Projectia a déployé tous les moyens industriels et managériaux pour confirmer sa présence à l’échelle nationale et conserver sa position parmi les leaders sur le marché d’énergie électrique. Cependant, la continuité de distribution d’énergie électrique exige un dimensionnement correct de chaque élément du réseau à savoir le transformateur, les câbles et lignes…etc. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre projet de fin d’année au sein de cette société. Il consiste à élaborer une étude de dimensionnement des appareillages électriques MT, BT, et des services auxiliaires du poste 22 kV/400V, destiné à desservir en électricité le bâtiment industriel de la station de dessalement. Le présent rapport présente le travail effectué tout au long de la période de notre stage, qui se divise en 2 chapitres : 

Le premier chapitre, présente la société d’accueil PROJECTIA ainsi qu’une description du projet.



Le deuxième chapitre se consacre à l’étude globale du projet en Basse tension, commençant par le bilan de puissance et le choix du transformateur. Puis, l’étude de la compensation de l’énergie réactive afin d’améliorer le facteur de puissance de l’installation. Ensuite, dimensionnement des cellules et des appareillages de protection et enfin, la présentation des méthodes de calcul théoriques des sections de câbles.

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

CHAPITRE I : Présentation de l’organisme d’accueil et contexte général du projet

L’objectif de ce chapitre est de situer le projet dans son environnement organisationnel et contextuel, il porte sur deux parties ; la première est une présentation globale de l’organisme d’accueil PROJETIA et son domaine d’activité, la seconde partie consiste à présenter le contexte général du projet et le cahier des charges.

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

1 Présentation de PROJECTIA 1.1 Présentation de l'organisme d’accueil : PROJECTIA est une Société à Responsabilité Limitée à Associé Unique S.A.R.L.A.U, créée en 2016 et ayant un capital de 500 000,00 Dirhams. Elle travaille dans tous les secteurs concernés par des installations électriques en plus de travaux divers. PROJECTIA prend en charge toutes les opérations relatives à l’installation électrique, et ce depuis la conception et le choix de l’équipement jusqu’à la maintenance en passant par le dimensionnement et la réalisation de projet.

1.2 Historique : PROJECTIA a été créée par M. Abdessamad KASRI, Ingénieur de l’Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), après avoir cumulé une grande expérience chez les plus grands installateurs électriques du pays (VINCI ENERGIE et SPIE qui est devenue ENGIE), en plus d’autres expériences dans la maîtrise d’œuvre et la maîtrise d’ouvrage…

1.3 Fiche signalétique : Dénomination sociale

PROJECTIA

Siège social

Casablanca

Date de création

2016

Statut juridique

Organisme privé

Effectif du personnel

50 personnes, dont 5 Ingénieurs et équivalents.

Activité de

La société prend en charge toutes les opérations relatives à

l’entreprise

l’installation électrique

Téléphone

05 22 30 99 11

Email

[email protected]

Identifiants de

Numéro ICE: 00248421000086, RC: 335065, TP: 37956753,

l’entreprise

IF: 15283029, CNSS: 4701159. Tableau 1: Fiche signalétique

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

1.4 Organigramme de l’Enterprise :

Direction Générale

Direction administrative

Personnel technique

Ingénieurs chefs

Conducteurs des

Chefs de

de projets

travaux

chantiers

Chefs d’équipes

Aide techniciens

Tableau Figure 2: 1: L'organigramme L'organigramme de de l'entreprise Projectia

1.5 Secteurs d'activité : PROJECTIA mise sur la compétence de son équipe confirmée en matière d’étude, dimensionnement, conseil, fourniture, installation, mise en service et maintenance, et ce pour : - Les installations industrielles - Les installations tertiaires - Les postes MT/BT - Les réseaux basse tension, moyenne tension et éclairage public - Les courants faibles (précâblage informatique et téléphonie, système de sécurité incendie, protection incendie, vidéosurveillance, contrôle d’accès, anti intrusion, sonorisation, interphonie, vidéophonie…) - TGBT et armoires électriques - Stations photovoltaïques - Stations de pompage, d’épuration, de dessalement… - Postes THT/HT/MT (montage)

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

1.6 Les partenaires de la société :

Figure 2: les partenaires de Projectia

1.7 Réalisation de PROJECTIA :



Morocco Mall

Figure 3: Morocco mall

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE  Anfa Place

Figure 4: Anfa Place

 Siège de Maroc Telecom (tour IGH)

 Siège de RMA WATANIYA (3 tours IGH)

Figure 6: Siège de Maroc télécom

Figure 5: Siège de RMA WATANIYA

 Etude PROJET Analyse

critique

et

CLIENT

calcul

des

coûts

d’installation et raccordement des postes et lignes THT sur deux barrages KOGBEDOU et

FRANKONEDOU

en

GUINEE

CONAKRY Tableau 3: Etude de Projectia

16

NOVEC

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE  Activité électricité industrielle PROJET

CLIENT

LOTS REALISES réseaux extérieure

Parc industriel de SOCODAM

CIETEC

Eclairage extérieure

DAVUM à Jorf Lasfar

électricité de bâtiments Tableau 4: Activité électricité industrielle

 Activité VRD PROJET

CLIENT

LOTS REALISES Voirie, assainissement, eau

Lotissement Ibn Elhaytham à

potable,

Ain Attiq (4 hectares)

H3 HOLDING

électricité,

deux

postes 400KVA – éclairage public - téléphonie

Tableau 5: Activité VRD

 Activité électricité tertiaire PROJET

CLIENT

LOTS REALISES

Réaménagement de la salle des marchés de la Banque Centrale Populaire

au

siège

CMS

Courant fort- courant faible

de

Casablanca Tableau 6: Activité électricité tertiaire

 Activité énergie solaire PROJET

CLIENT

Station solaire de 200kWc pour une usine NRJ INTRENATIONAL

frigorifique FRIGUS à TIT MELLIL Tableau 7: Activités énergie solaire

 Travaux divers PROJET Réalisation

de

coffrets

CLIENT

Terrassement – génie civil –

de

comptage de véhicules sur

LOTS REALISES

DDM

plusieurs sorties de l’autoroute Tableau 8: Travaux divers

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fibre optique - câblage

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

1.8 Moyens matériels 1.8.1 Matériel informatique 

6 micro-ordinateurs



3 photocopieuses



3 imprimantes….

1.8.2 Matériel de chantier  Ensemble d’appareils de mesure et test électrique et électronique 

Des multimètres



Pince ampérométrique



Des ohmmètres pour mesurer la résistance de la terre



Des appareils pour mesures d’isolement des câbles



Des cutters électriques….

 Ensemble d’outillage électrique 

Meules, scies sauteuses, perceuses, visseuses électriques…

 Ensemble d’outillage mécanique 

3 échafaudages de hauteurs 4m, 6m et 10m



15 échelles



Dérouleuses de câbles



Plusieurs caisses à outils complètes



Pince à sertir hydraulique…

1.8.3 Matériel de transport et de manutention 

5 véhicules



Excavatrice (Poclain sur pneus de marque CATERPILLAR)

Figure 7: Matériel de transport et de manutention

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

2 Présentation du projet 2.1 Les stations de dessalement La terre, planète bleue est constituée d’eau à la 3 /4 de sa surface, mais cette quantité d’eau est salée ou non potable à plus de 99%. Ainsi les eaux douces naturelles sont rares, mal réparties, et demeurent une ressource fugace, sensibles aux sécheresses. Bien que la politique de l’eau soit un défi dans les pays subissant une pression sur les ressources en eau, cette politique est soumise à des contraintes socio-économiques, juridiques, géopolitiques, qui bloquent le développement de certaines régions. Face aux besoins d’eau douce dans le monde, pour la consommation des populations, l’irrigation, et le développement touristique.il parait séduisant et logique d’avoir recours au dessalement de l’eau de mer. Bien qu’un peu moins de 1% de l’eau potable consommée dans le monde soit produite à partir du dessalement, les perspectives offertes par cette technologie sont inexorablement randissantes. En effet, 40 % de la population mondiale vit sur la côte, soit la zone d’utilisation raisonnable du dessalement. 17 000 unités de production d’eau potable, soit 51 millions de m3/jour d’eau produite, la production d’eau dessalée devrait dépasser 100 millions de m3/jour en 2016. La technologie de l’osmose inverse, qui constituait 20% des unités de production au début des années 1980, s’impose aujourd’hui. 2.1.1 Définition : Le dessalement de l'eau également appelé dessalage ou désalinisation est un processus qui permet d'obtenir de l'eau douce potable ou, plus rarement en raison du coût, utilisable pour l'irrigation à partir d'une eau saumâtre ou salée eau de mer notamment. 2.1.2 Types des stations de dessalement Plusieurs procédés de dessalement ont été mis au point sur le marché mondial ; le choix d’utilisation de chacun d’eux est relatif à la disponibilité de la source d’énergie qui fait fonctionner l’appareillage de dessalement, les principales techniques de dessalement mondialement connues sont : 

les procédés thermiques qui se basent sur le principe de l’évaporation de la successive condensation



les techniques membranaires qui utilisent les capacités de certaines membranes à retenir les particules dissoutes dans l’eau.

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RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Figure 8: Les divers procédés de dessalement

2.1.2.1 Osmose inverse L’osmose inverse est un procédé déjà ancien qui met en oeuvre des membranes denses qui ne laissent passer que le solvant et qui arrêtent tous les sels. La séparation solvant-soluté se fait par un mécanisme de solubilisation-diffusion : le solvant s’adsorbe dans la phase membranaire puis diffuse à travers le matériau. La pression appliquée doit être supérieure à la pression osmotique exercée en amont de la membrane par la solution filtrée pour observer un flux de perméat à travers la membrane. Les pressions appliquées varient de 20 à 80 bars. Les membranes d’osmose inverse peuvent retenir les ions monovalents par un mécanisme différent qui fait appel à la solubilisation et la diffusion. Celui-ci considère que le taux de transmission d’un soluté à travers une membrane d’osmose inverse résulte d’un processus dans lequel le soluté se solubilise dans la phase membranaire puis diffuse à travers celle-ci pour rejoindre le compartiment perméat. Les principales applications industrielles de l’osmose inverse sont les suivantes : 

Dessalement d’eau de mer et d’eaux saumâtres.



Elimination de pesticides et d’herbicides.



Concentration d’antibiotiques.



Production d’eau ultra pure (industrie électronique, pharmaceutique…).

Figure 9 : Principe de l'osmose et de l'osmose inverse

20

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 2.1.2.2 Electrodialyse L’électrodialyse consiste à transférer des ions de sels dissous à travers des membranes qui ne laisse pas passer l’eau épurée, le mouvement des ions est provoqué par un champ électrique, l’électrode négative attire les cations, tandis que les anions se déplacent vers l’électrode positive.

Figure 10 : le dessalement électrodyalyse

2.1.2.3 Distillation par compression de vapeur L’eau de mer à dessaler est portée à ébullition dans une enceinte thermique isolée. La vapeur produite est aspirée par le compresseur qui élève sa température de saturation .Cette vapeur traverse ensuite un faisceau tubulaire placé à la base de l’enceinte et se condense en provoquant l’ébullition de l’eau salée.

Figure 11 : le dessalement à vaporation

2.1.2.4 Distillation solaire On utilise surtout la distillation solaire pour obtenir des petites quantités d’eau douce. Cette méthode est fréquemment utilisée dans les îles grecques et en Polynésie par l’énergie solaire 11 globale qui atteint le sol dans les régions tropicales et «équatoriales et qui est d’environ 58.6 kJ (m2.min) et un évaporateur solaire constitué d’un bac pour contenir l’eau à faire évaporer et pour absorber l’énergie solaire, une toiture de verre ou de matière plastique ainsi que deux rigoles destinées à recevoir l’eau douce produite. L’énergie rayonnante de fiable longueur d’onde traverse la toile de verre, absorbée en grande partie par l’eau et par le fond du

21

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE bac pour être convertie en énergie thermique produisant ainsi de l’eau douce qui s’infiltre vers les rigoles se trouvant latéralement au bac.

Figure 12 : distillation solaire

2.2 Cahier de charge Notre projet au sein de l’entreprise Projectia consiste à contribuer au dimensionnement et conception du poste MT/BT à travers la réalisation des tâches suivantes : 

Elaboration du Bilan de puissance.



Choix du transformateur.



Compensation de l’énergie réactive.



Calcul de la section des câbles.



Vérification des chutes de tension.



Calcul des courants de court-circuit.



Dimensionnement des appareilles de protection.



Dimensionnement et choix des cellules.

22

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

3 Planning du projet Dans cette partie, il s’agit de définir le planning prévisionnel des tâches décrites dans les paragraphes précédents. Pour ce faire, nous avons utilisé un diagramme du Gant qui est un outil permettant d’avoir une visualisation de toutes les tâches, leurs durées et de la réaction de causalité entre les tâches du projet. La période de stage est fixée à 7 semaine, ce qui nous a obligés à répartir les différentes tâches du projet de telle sorte à couvrir la totalité de la période de stage. La répartition temporelle des tâches est la suivante :

Conclusion du chapitre : Cette partie introductive a été consacrée essentiellement à la présentation de l’environnement de stage. Nous avons découvert l’entreprise d’accueil PROJECTIA, puis nous avons présenté le contexte global de notre projet sous forme d’un cahier des charges qu’on va traiter, ensuite on a présenté les différents outils informatiques qu’on va utiliser dans les simulations, et finalement la planification du travail.

23

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

CHAPITRE II : Dimensionnement de l’installation électrique

Dans ce chapitre on va mener une étude détaillée de la partie basse tension y compris le bilan de puissance, le dimensionnement du TSA, des canalisations BT ainsi que les appareils de protection. En suit, l’étude de la compensation de l’énergie réactive afin d’améliorer le facteur de puissance de l’installation

24

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

Introduction : Au niveau de tout site de transformation d’énergie électrique, des sources auxiliaires sont nécessaires au fonctionnement non-stop des différents organes de commande, de transmission, de signalisation, de chauffage, de climatisation et d’éclairage. Ces sources ou bien services auxiliaires peuvent alimentés des : 

Équipements de protection ;



Équipements de contrôle et de commande ;



Moteurs des disjoncteurs, sectionneurs, etc ;



Chauffage et climatisation des locaux ;



Éclairage des installations ;



Etc…

1 Dimensionnement du TSA : 1.1 Bilan de puissance : En se référant à la norme NF C 15-100 qui régit l’installation basse tension on relève que pour dimensionner le transformateur, il faut déterminer la puissance apparente nominale, ce qui revient à : 

Déterminer la puissance absorbée Pa de chaque récepteur alimenté par le TSA.



Calculer la puissance d’utilisation de chaque récepteur (Pu = Pa x Ku)



Multiplier la somme des puissances d'utilisation des récepteurs connectés à chaque armoire par le facteur de simultanéité Ks.

Avec : Facteur d’utilisation Ku : Il a été défini pour chaque type de récepteur car les récepteurs en général ne sont pas utilisés à pleine puissance. D’après la norme NF C15-100 le facteur d'utilisation des appareils dans une installation industrielle peut varier entre 0,3 et 0,9. En absence d'indications plus précises, un facteur d'utilisation de 0,75 peut généralement être adopté pour les appareils à moteur. Pour les appareils d'éclairage et de chauffage, le facteur d'utilisation est toujours égal à 1.

25

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE Utilisation Eclairage

Facteur d’utilisation 1

Chauffage et conditionnement de l’air

1

Prises de courant Pour le moteur le plus puissant Ascenseur et monte-charge Pour le moteur suivant Pour les autres

0,1 à 0,2 1 0,75 0,6

Tableau 9: facteurs d’utilisation

Facteur de simultanéité : Tous les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément. C’est pour cela qu’il est permis d’appliquer aux différents ensembles de récepteurs des facteurs de simultanéité. Le facteur de simultanéité s’applique à chaque regroupement de récepteurs, d’après la norme NFC 15 100 le facteur de simultanéité nécessite la connaissance détaillée de l’installation considérée et l’expérience des conditions d’exploitation, notamment pour les moteurs et les prises de courant. Nombre de circuit

Facteur de simultanéité

2 et 3

0,9

4 et 5

0,8

6 et 9

0,7

10 et plus

0,6

Tableau 10: facteurs de simultanéité

1.1.1 Bilan de puissance unité forage :

Figure 13: Bilan de puissance unité forage

26

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1.2 Bilan de puissance unité regard d’arrivée :

Figure 14: Bilan de puissance unité regard d’arrivée :

1.1.3 Bilan de puissance unité pré chloration :

Figure 15: Bilan de puissance unité pré chloration

1.1.4 Bilan de puissance unité Bâche tampon :

Figure 16: Bilan de puissance unité Bâche tampon

1.1.5 Bilan de puissance unité de surpression :

Figure 17: Bilan de puissance unité de surpression

1.1.6 Bilan de puissance unité filtres à sable :

Figure 18: Bilan de puissance unité filtres à sable

27

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1.7 Bilan de puissance unité ré minéralisation :

Figure 19: Bilan de puissance unité ré minéralisation

1.1.8 Bilan de puissance unité acidification :

Figure 20: Bilan de puissance unité acidification

1.1.9 Bilan de puissance unité séquestrant :

Figure 21: Bilan de puissance unité séquestrant

1.1.10 Bilan de puissance unité dé chloration :

Figure 22: Bilan de puissance unité dé chloration

28

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1.11 Bilan de puissance unité chloration :

Figure 23: Bilan de puissance unité chloration

1.1.12 Bilan de puissance unité de surpression :

Figure 24: Bilan de puissance unité de surpression

1.1.13 Bilan de puissance unité correction de PH :

Figure 25: Bilan de puissance unité correction de PH

29

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1.14 Bilan de puissance unité osmoseur :

Figure 26: Bilan de puissance unité osmoseur

1.1.15 Bilan de puissance unité bâche tampon :

Figure 27: Bilan de puissance unité bâche tampon

1.1.16 Bilan de puissance de château :

Figure 28: Bilan de puissance de château

30

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 1.1.17 Bilan de puissance éclairage, climatisation …

Figure 29: Bilan de puissance éclairage, climatisation …

1.1.18 Bilan de puissance global :

Figure 30: Bilan de puissance global :

1.2 Choix du transformateur MT/BT : 1.2.1 Définition : Le transformateur permet de transférer de l’énergie (sous forme alternative) d’une source à une charge, tout en modifiant la valeur de la tension. La tension peut être soit élevée ou abaissée selon l’utilisation voulue. Le changement d’un niveau de tension à un autre se fait par l’effet d’un champ magnétique. Parmi les applications des transformateurs, on note : 

Electronique :  Alimentation a basse tension.  Adaptation d’impédance.



Electrotechnique :  Transformation de la tension pour le transport et la distribution d’électricité.

31

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE  Alimentation a basse tension (par exemple, lampes halogènes. 

Mesure :  Transformateurs d’intensité de courant.

 Transformateurs de potentiel. Pour obtenir la puissance da la source d’alimentation, on multiplie la puissance fournie par le réseau par le coefficient d’extension qui doit être compris entre 1.1 et 1.2. On prend Ke=1.2, donc la puissance de transformateur est : 123,07 ×1.2= 147,69kVA. Cependant le choix doit être fait parmi les transformateurs à puissances normalisées, listés dans le tableau 4. Dans notre cas on choisira le transformateur de puissance égale à 160kVA. 1.2.2 Paramètres caractérisant un transformateur : Un transformateur est défini, d’une part, par ses caractéristiques électriques et d’autre part, par des caractéristiques liées à sa technologie et à ses conditions d’utilisation.

Caractéristiques électriques de notre transformateur : D’après notre bilan de puissance on a relevés les informations suivantes : 

Puissance assignée Pn : valeur conventionnelle de la puissance apparente en kVA destinée à servir de base à la construction du transformateur. C’est de 160KVA pour notre cas.



courant de court-circuit triphasé : Le tableau ci-dessous donne la valeur du courant de court-circuit triphasé aux bornes d'un transformateur HTA/BT en fonction de sa puissance, d'un réseau triphasé 400V et d'une puissance de court-circuit du réseau haute tension de 500 MVA.

Puissance

50

100 160 250

400

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

1.8

3.5

14.1 22.2 18.3 22.7

28.2

35.7

44

54.2

(KVA) ICC tri (KA)

5.6

8.8

Tableau 11: la valeur du courant de court-circuit triphasé du transformateur.



Fréquence : au Maroc, la fréquence du réseau est de 50 Hz.



Tension nominale primaire : 22 KV.



Tension nominale secondaire : 400 V entre phases.



Tension d’isolement : 24 KV.

32

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 

Prise de réglage : elles agissent sur la plus haute tension et permettent d’adapter dans des fourchettes ± 2,5% et ± 5% le transformateur à la valeur réelle de la tension d’alimentation. Le transformateur doit être mis hors tension préalablement à la commutation de ces prises.



Couplages des enroulements : Dyn11, signifie que :  le primaire est monté en triangle.  le secondaire, avec un point neutre disponible sur borne, est monté en étoile.  le déphasage entre les tensions primaires et secondaires est égal à : + 30° électrique. Le nombre "11" signifie que la tension de la phase "1" du secondaire est à "11 heures" tandis que la tension de la phase "1" du primaire est à "12 heures".

1.2.3 Description des technologies : Il existe deux types de transformateurs : 

les transformateurs de type secs enrobés.



les transformateurs de type immergés.

1.2.3.1 Transformateurs de type secs : L’isolation des enroulements est réalisée par des isolants solides à base de résine. Le refroidissement est donc réalisé par l’air ambiant sans liquide intermédiaire. 1.2.3.2 Transformateurs de type immergés : Le liquide utilisé comme diélectrique dans les transformateurs immergés est l’huile minérale. Toutefois des alternatives plus écologiques apparaissent, et l’on trouve des transformateurs immergés dans :  Soit de l’huile minérale, tirée du pétrole.  Soit de l’huile végétale, extraite des plantes. 1.2.4 Choix de la technologie : Actuellement, il est possible de choisir entre un transformateur de type sec ou de type immergé dans l’huile jusqu’à 10 MVA. Pour réaliser ce choix, plusieurs paramètres sont à prendre en considération, dont :  La sécurité des personnes, au niveau du transformateur ou à son voisinage, sécurité qui fait l’objet d’une réglementation et de recommandations officielles,

33

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE  Le bilan économique, compte tenu des avantages de chaque technique et de la gamme des matériels existants. Les règlements pouvant influés sur le choix sont les suivants : 

Transformateur de type sec :  Dans certains pays, un transformateur de type sec est obligatoire dans les immeubles de grande hauteur,  Les transformateurs de type sec n’imposent aucune contrainte dans les autres cas.



Transformateur immergé dans un diélectrique liquide :  Ce type de transformateur est généralement interdit dans les immeubles de grande hauteur.  Les contraintes d’installation, ou protections minimales contre les risques d’incendie, varient selon la classe du diélectrique utilisé.  Les pays dans lesquels l’utilisation d’un diélectrique liquide est largement développée, les classent en différentes catégories selon leur performance de tenue au feu. Celle-ci est caractérisée par deux critères : le point de feu et le pouvoir calorifique inférieur. Pour notre cas : Les transformateurs électriques MT/BT 22Kv/400 V seront de type triphasé, hermétiques, à remplissage d’huile, à isolement et refroidissement naturel dans l’huile, conformément aux normes marocaines, à bornes embrochables, à circuit magnétique en tôle à cristaux orientés à faibles pertes, cuve métallique et ambiance 40°C.

34

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

2 Compensation de l’énergie réactive : 2.1 Principe de la compensation d’énergie réactive La circulation de l’énergie réactive a des incidences techniques importantes sur le choix des matériels, le fonctionnement des réseaux et, par conséquent, des incidences économiques. En effet, pour une même puissance active P utilisée, il faut fournir d’autant plus de puissance apparente S que le cosφ est faible, c’est-à-dire que l’angle φ est élevé. Ainsi, la circulation de l‘énergie réactive sur les réseaux de distribution entraîne, du fait d’un courant appelé trop important : 

Des surcharges au niveau des transformateurs



L’échauffement des câbles d’alimentation, donc des pertes d’énergie active

Pour ces raisons fondamentales, il est nécessaire de produire l’énergie réactive le plus près possible des moteurs et des transformateurs, pour éviter qu’elle ne soit appelée sur le réseau. Pour éviter de sur-calibrer son réseau, le distributeur d’énergie incite donc ses clients à améliorer le facteur de puissance, par une facturation de l’énergie réactive au-delà d’un certain seuil. Le principe de la Compensation d’Energie Réactive est de générer la puissance réactive à proximité de la charge, de manière à soulager la source d’alimentation. Des condensateurs sont le plus communément utilisés pour fournir de la puissance réactive. Sur la figure 1, la puissance réactive Qc fournie par des condensateurs permet de réduire la puissance apparente de la valeur S à la valeur S’.

Figure 31: consommation après et avant compensation

35

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

2.2 Conception et dimensionnement de la compensation : La détermination de la compensation d’une installation s’effectue en 4 étapes. 

Calcul de la puissance réactive



Choix du mode de compensation





Globale pour l’ensemble de l‘installation



partielle par secteurs



Individuelle par récepteur

Choix du type de compensation 

Fixe par mise en/hors service d’une batterie fournissant une quantité fixe de kvar



Automatique par mise en/hors service de "gradins" fractionnant la puissance de la batterie et permettant de s’adapter au besoin de kvar de l’installation.



Prise en compte des harmoniques

Dans ce qui suit, nous développons ces différentes étapes 2.2.1 Calcul de la puissance réactive Il s’agit de déterminer la puissance réactive à installer afin d’augmenter le facteur de puissance. Ceci est illustré par la figure ci-dessous. Avec : Q : Puissance réactive Avant compensation Q’ : Puissance réactive Apres compensation Qc : puissance de la batterie de condensateurs en kvar

Figure 32: Représentation vectorielle des différentes puissances

Pour calculer Qc deux approches sont possibles, en fonction des données disponibles : 

Calcul à partir des données de facturation (moins précise) 36

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE 

Calcul à partir des données électriques de l’installation

1.1 Calcul à partir des données de l’installation On a : = 𝑷 × 𝒕𝒂𝒏𝛗 ; 𝑸 ′ = 𝑷 × 𝒕𝒂𝒏𝛗′, Et : 𝑸𝒄 = 𝑸 − 𝑸 ′ D’où : 𝑸𝒄 = 𝑷 × (𝒕𝒂𝒏𝛗 − 𝒕𝒂𝒏𝛗′) avec φ : déphasage avant compensation et Φ’ : déphasage après compensation Pour notre ca on a un facteur de puissance sans compensation cos φ=0.88 et une puissance active S=147.69 KVA, Le cahier de charge exige une compensation de l’énergie réactive afin d’éteindre un cos φ de l’ordre de 0,94. C.-à-d. que P=S x cosφ=129.96 KW, Donc on trouve : Qc= 22.97 KVAR Dimensionnement de la capacité de notre batterie de condensateurs : On sait que : Pour des condensateurs couplés en triangle : Qc= 3cωU² Dans notre cas le couplage est un couplage triangle, alors : C= Qc/3ωU² D’où notre batterie de condensateurs doit avoir une capacité d’environ : C=4,24 µF 2.2.2 Choix de la zone de compensation

Figure 33 les zones de compensation

Compensation globale (CG) : Dans le cas de la compensation globale, la production d’énergie réactive est groupée en un seul endroit, le plus souvent dans le poste de transformation. Toutefois, il n’est pas nécessaire que l’installation des condensateurs soit faite juste au niveau du comptage. Au contraire, il est recommandé d’installer les condensateurs à un endroit approprié qui tienne compte des contraintes diverses telles que l’encombrement.

37

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE Compensation par secteur (CS) : Dans le cas de la compensation par secteur (ou atelier) plusieurs récepteurs sont reliés à une batterie de condensateurs commune qui est manœuvrée par son propre appareillage. Dans les grandes installations, la batterie compense l’ensemble des consommateurs d’énergie réactive d’un atelier ou d’un secteur. Cette forme de compensation est conseillée pour des installations où un certain nombre de récepteurs sont simultanément mis en service et d’une façon quasi reproductible dans le temps. Compensation individuelle (CI) : La compensation individuelle est surtout conseillée lorsqu’un récepteur de puissance supérieure à 300 kW est présent, et s’il demeure sous tension pendant la majeure partie des heures de travail. C’est surtout le cas des moteurs entraînant des machines de grande inertie : centrifugeuses, compresseurs ou ventilateurs. La manœuvre de l’interrupteur propre au récepteur provoque alors automatiquement l’enclenchement ou le déclenchement du condensateur. La production d’énergie réactive se fait directement à l’endroit où elle est consommée. COMPENSATION GLOBALE

COMPENSATION PAR SECTEUR

COMPENSATION INDIVIDUELLE

✓ Augmentation de la puissance ✓ Réduction des pertes en ✓Réduction des pertes disponible

au

secondaire

du ligne

transformateur

entre

transformateur

le sur toute la ligne entre le et

les transformateur

et

la

Tableaux Divisionnaires charge ✓Compensation

✓ Solution la plus économique Avantages

secteur

d’énergie réactive au

✓ Solution économique

plus près des appareils consommant du réactif

✓ Pas de réduction de pertes en ligne ✓ Solution généralement ✓

Solution

la

plus

(chutes de tension pour les charges utilisée pour réseau usine onéreuse compte tenu de éloignées

de

la

batterie

de très étendu

condensateurs) Inconvénients

✓

Pas

la

multiplicité

installations

d’économies

sur

le

dimensionnement des équipements électriques Tableau 12: avantages des zones de compensation

38

des

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE On cherche essentiellement à supprimer les pénalités et soulager le poste de transformation donc on choisit une compensation globale.

2. Choix du mode de compensation (fixe/variable) En mode de compensation fixe l’ensemble de la batterie est mis en service, avec une valeur fixée de KVAR. C’est un fonctionnement de type "tout ou rien". Les condensateurs sont d’une puissance unitaire constante et leur mise en/hors service peut-être : 

Manuelle, par disjoncteur ou interrupteur



Semi-automatique par contacteur



Asservie aux bornes de récepteurs inductifs moteurs ou transformateurs

Pour la Compensation automatique Les batteries sont fractionnées en « gradins » avec possibilité de mettre en service ou hors service plus ou moins de gradins en général de façon automatique. C’est un "ajustement automatique" aux besoins. Ces batteries sont très utilisées par certaines grosses industries (forte puissance installée) et les distributeurs d’énergie dans les postes sources. Elle permet une régulation pas à pas de l’énergie réactive. Chaque gradin est manœuvré avec un interrupteur ou un contacteur à coupure. L’enclenchement ou le déclenchement des gradins de condensateurs peut être piloté par des relais varmétriques. Pour cela, un transformateur de courant « TC » doit être placé en amont des récepteurs et des batteries. Le choix du mode sera déterminé en calculant le ratio 𝑸𝒄 / 𝑺𝑻 :

Figure 34 : méthode de choix du mode de compensation

39

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

3 Appareils de coupure et de sectionnement 3.1 Interrupteur : C’est un appareil de commande, manuelle le plus souvent, capable de couper et de fermer un circuit en service normal. Il possède 2 positions stables. Les normes NF C 63-130 et CEI 947-3 définissent : •

La fréquence du cycle de manœuvres (maximum 600 / heures).

•

L’endurance mécanique et électrique.

•

Le pouvoir de coupure et de fermeture en fonctionnement normal et en fonctionnement occasionnel. •

La catégorie d’emploi des interrupteurs.

•

critères de choix des interrupteurs :

 Tension nominale : tension du réseau.  Fréquence : fréquence du réseau.  Intensité nominale : courant assigné de valeur immédiatement supérieur au courant de la charge aval.  Toutes les fonctions spécifiques.

3.2 Contacteur : C’est un appareil de commande monostable, capable de couper et de fermer un circuit en service normal. Il ne possède qu’une position stable : ouvert. Les normes NF C 63-110 et CEI 947-4-1 définissent : •

La durée de fonctionnement (continu, ininterrompu, intermittent, temporaire).

•

La fréquence du cycle de manœuvres (1 à 1200 cycles / heures).

•

L’endurance mécanique (à vide) et électrique (en charge).

•

La catégorie d’emploi des contacteurs. •

Le pouvoir de coupure et de fermeture assignés en fonction de sa catégorie d’emploi.

40

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE •

Catégorie d’emploi des contacteurs en courant alternatif : Si la charge est…

Catégorie d’emploi

…le contacteur commande…

…pour une application

AC1

non inductive cos ϕ 0,8

La mise sous tension

chauffage, distribution

AC2

un moteur à bagues cos ϕ 0,65

machine à tréfiler

AC3

un moteur à cage cos ϕ 0,45 pour I ≤ 100A cos ϕ 0,35 pour I > 100A

Le démarrage La coupure motrice lancée Le freinage par contrecourant La marche par à-coups Le démarrage La coupure motrice lancée

AC4

un moteur à cage cos ϕ 0,45 pour I ≤ 100A cos ϕ 0,35 pour I > 100A

compresseur, ascenseurs, pompes, mélangeurs, escaliers roulants, ventilateurs, convoyeurs, climatiseurs machines d’imprimerie, motrice tréfileuses

Le démarrage La coupure lancée Le freinage par contrecourant La marche par à-coups L’inversion de sens de marche

Tableau 13: Catégorie d’emploi des contacteurs en courant alternatif

•

Critères de choix des contacteurs :

•

Tension nominale : tension du réseau.

•

Tension du circuit commande

•

Fréquence : fréquence du réseau.

•

Intensité nominale : courant assigné de valeur immédiatement supérieur au courant de la charge aval. •

Toutes les fonctions spécifiques.

3.3 Fusible : C’est un appareil de protection dont la fonction est d’ouvrir un circuit, par fusion d’élément fusible, lorsque le courant dépasse la valeur donnée pendant un temps déterminé. Ils existent avec ou sans voyant mécanique de fusion. Les fusible gI ou gG protégent les installations contre les courts-circuits et les surcharges.

41

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE

•

Courants assignés et conventionnels des fusibles gI : Courant assigné en A

Courant conventionnel de non fusion Inf en A

Courant conventionnel de fusion I2 en A

In ≤ 4A

1,5 x In

2,1 x In

4 < In ≤ 10A

1,5 x In

1,9 x In

10 < In ≤ 25A

1,4 x In

1,75 x In

1,3 x In

1,6 x In

In > 25A

Tableau 14: Courants assignés et conventionnels des fusibles gI

Le courant conventionnel de fusion correspond à un temps de fusion de 1h. Ceci explique pourquoi les fusibles ne sont pas adaptés pour protéger les faible surcharges et il sera nécessaire de choisir une section de conducteurs supérieure au courant d’emploi afin d’éviter la détérioration du câble suite à une surcharge de longue durée inférieure aux caractéristiques du fusible. Les fusible aM protégent les installations seulement contre les courts-circuits. Ils s’utilisent en association avec des dispositifs de protection contre les surcharges. •

Critères de choix des fusibles :

•

Tension nominale : tension du réseau.

•

Intensité nominale : courant assigné de valeur immédiatement supérieur au courant de la charge aval.

•

Pouvoir de coupure du fusible

•

Types de fusible (domestiques, gG ou gI, aM).

3.4 Sectionneur : C’est un appareil de connexion à commande manuelle et à 2 positions stables qui assure la fonction de sectionnement. Il ne possède ni pouvoir de fermeture ni pouvoir de coupure. Son but est de séparer et isoler un circuit ou un appareil du reste de l’installation électrique afin de garantir la sécurité des personnes ayant à intervenir sur l’installation pour entretien ou réparation. Pour remplir la fonction de sectionnement : •

La coupure doit être omnipolaire, c’est à dire que tous les conducteurs actifs doivent être coupés - neutre compris (sauf le PEN). 42

RAPPORT DU PROJET DE FIN D’ANNEE •

Il doit être verrouillable et cadenassable en position « ouvert ».

•

Critères de choix des sectionneurs :

•

Tension nominale : tension du réseau.

•

Fréquence : fréquence du réseau.

•

Intensité nominale : courant assigné de valeur immédiatement supérieur au courant de la charge aval.

•

Toutes les fonctions spécifiques.

3.5 Disjoncteur : C’est un appareil de protection dont la fonction est d’ouvrir un circuit, lorsque le courant dépasse la valeur donnée pendant un temps déterminé. Il existe plusieurs types de disjoncteurs : Type de déclencheur

Protection contre les surcharges

Disjoncteurs domestiques NF 61-410

MagnétoThermique

Fixe : Ir = In

Disjoncteurs industriels modulaires

MagnétoThermique

Disjoncteurs industriels CEI 947-2

MagnétoThermique

Electronique (*)

Protection contre les courts-circuits

Seuil bas Seuil standard Seuil haut Type C Type D Type B 3 In ≤ Im < 5 5 In ≤ Im < 10 10In ≤ Im< 20 In In In Fixe : Seuil bas Seuil standard Seuil haut Type D ou K Ir = In Type B ou Z Type C 3,2In≤Im