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HAL Id: dumas-01695646 https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01695646 Submitted on 29 Jan 2018 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Optimisation de la consommation électrique du terminal à conteneurs est au port de Casablanca Ahmed El Hafidi To cite this version: Ahmed El Hafidi. Optimisation de la consommation électrique du terminal à conteneurs est au port de Casablanca. Energie électrique. 2014. dumas-01695646 CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET METIERS CENTRE DU MAROC ___________________ MEMOIRE Présenté en vue d'obtenir Le DIPLOME D'INGENIEUR CNAM EN SYSTEMES ELECTRIQUES Par Ahmed EL HAFIDI ___________________ Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Date soutenance : 03/06/2014 _________________ JURY: PRESIDENT : G. ROSTAING MEMBRES : A. SAAD A. SANDALI A. BOULAJOUL Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 2 Résumé Face à une forte augmentation de la facture en énergie électrique ces dernières années, les économies d’énergie ne permettent pas seulement d’amortir rapidement le surcoût issu de l’investissement dans un appareillage électrique (compensation d’énergie réactive, dispositif de surveillance de la consommation d’électricité ou encore utilisation d’un moteur à haut rendement par exemple) mais aussi d’assurer la compétitivité de son entreprise. La société d’opérations portuaires Marsa Maroc est soucieuse de réduire ses coûts d’exploitation pour améliorer sa compétitivité. Elle vise à perfectionner et rationaliser sa consommation d’énergie. C’est l'objectif de cette étude réalisée sur le réseau électrique alimentant le terminal à conteneurs Est du port de Casablanca. L’accent a été mis sur les installations qui fonctionnent à l’électricité dans tous le processus de production pour identifier les pertes en non valeur, proposer des idées afin de réduire la consommation d’énergie électrique, et estimer le gain tout en évaluant l’investissement nécessaire. Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 3 Abstract In front of a strong increase of the invoice in electrical energy these last years, energy savings allow not only to weaken quickly the additional cost stemming from the investment of an electric equipment (compensation of reactive energy, monitoring system of the consumption of electricity or the use of an engine with high yield for example) but also to insure the competitiveness of his (her) company. The company of port operations Marsa Morocco is committed to reducing its operating costs to improve its competitiveness. It seeks to improve and streamline its energy consumption. It is the objective of this study realized on the electricity network feeding the container terminal of the port of Casablanca. The focus was made on all process equipments in order to identify the losses, propose some ideas and get the saving behind it versus the investment required. Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 4 Avant-propos Le présent rapport résume le travail que j’ai réalisé dans le cadre du mémoire de fin d'études en vue de l’obtention du diplôme d'ingénieur en systèmes électriques, les enseignements sont dispensés par CNAM (le Conservatoire Nationale des Arts et Métiers). Ce mémoire, que j’ai souhaité réaliser au sein de l’entreprise où j’exerce mon activité professionnelle : MARSA MAROC, m’a permis de travailler sur un projet d’optimisation énergétique du réseau électrique du terminal à conteneurs Est qui est la plus grande plate-forme d’exploitation au Port de Casablanca. Ce projet m’a donné l’occasion d’apprendre énormément tant en termes de connaissances théoriques (conception des réseaux électriques industriels, qualité de l’énergie électrique) et pratiques (facturations des consommations, audit énergétique, économie d’énergie) qu’en termes de développement personnel. J’ai pu réaliser le diagnostic des équipements électriques et le bilan électrique des installations et quantifier les consommations inutiles et perdues. Ceci après un important travail de collecte des informations et données relatives à l’exploitation du réseau électrique (factures électriques, historiques des incidents ….). Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 5 Remerciement Que l’on me permette, à travers ce mémoire d’adresser mes sincères remerciements à toux ceux qui ont participé de prés ou de loin à la réalisation de ce travail. Je tiens à remercier mon encadrant, Monsieur Abdallah SAAD Directeur de NORMINDUS pour l’aide et les conseils qu'il m’a apporté au suivi de ce travail et pour le temps qu'il m’a consacré tout au long de cette période, sans oublier sa participation au cheminement de ce rapport. Je remercie également toute l’équipe pédagogique et les intervenants professionnels responsables de la formation CNAM ENSEM en systèmes électriques (option : électrotechnique. Merci notamment au responsable pédagogique Monsieur Mohammed KHAFALLAH. Je tiens à remercier tout particulièrement et à témoigner toute ma reconnaissance à Monsieur Youness DAMOU Chef de division Engins de levage, Monsieur Aimad BOULAJOUL Chef de service Engins de levage et Monsieur Redouane BERRADI Chef de service réseaux électriques. Enfin un merci particulier aux membres de ma petite famille qui ont dû être privés de moi certains soirs et fins de semaine, leurs sacrifices et leur support ont été pour moi une source de réconfort et d'encouragement. Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 6 Liste des Tableaux TABLEAU 1: TRANSFORMATEURS HTA/BT AU TCE [1] ......................................................................................... 29 TABLEAU 2: CONDENSATEURS DE COMPENSATION DE L’ENERGIE REACTIVE [1] ............................................................ 29 TABLEAU 3: LES PORTIQUES A CONTENEURS IMPLANTES AU TCE .............................................................................. 30 TABLEAU 4: BILAN DE PUISSANCE DU PORTIQUE ................................................................................................... 31 TABLEAU 5: MATERIELS D'ECLAIRAGE PUBLIC DU TCE [1] ...................................................................................... 32 TABLEAU 6: BATIMENTS DU TCE ...................................................................................................................... 33 TABLEAU 7: PUISSANCES SOUSCRITES DES POSTES ELECTRIQUES DU TCE .................................................................... 34 TABLEAU 8: TARIFS DE LA CONSOMMATION ELECTRIQUE ........................................................................................ 36 TABLEAU 9: CONSOMMATION ELECTRIQUE PAR TRANCHE HORAIRE ........................................................................... 37 TABLEAU 10: CONSOMMATION ELECTRIQUE DES PORTIQUES A CONTENEURS .............................................................. 39 TABLEAU 11: PRODUCTION ET CONSOMMATION ELECTRIQUE DES PORTIQUES ............................................................. 40 TABLEAU 12: FACTEURS DE PUISSANCE ENREGISTRES EN 2011 ................................................................................ 42 TABLEAU 13: DETAILS DE LA FACTURE ELECTRIQUE DE 2011 ................................................................................... 44 TABLEAU 14: FACTEURS DE CHARGE DU TCE ....................................................................................................... 46 TABLEAU 15: CONSOMMATIONS ELECTRIQUES DE 2011 EN TETE DE BOUCLE .............................................................. 57 TABLEAU 16: PUISSANCES APPELEES APRES COMPENSATION DE L’ENERGIE REACTIVE .................................................... 59 TABLEAU 17: ALGORITHME DE CALCUL DE LA PUISSANCE SOUSCRITE OPTIMISEE .......................................................... 60 TABLEAU 18: REDEVANCE PUISSANCE SOUSCRITE EN COMPENSATION TOTALE DE L’ENERGIE REACTIVE .............................. 61 TABLEAU 19: SPECTRES DE COURANT HARMONIQUE EMIS PAR LES EQUIPEMENTS PERTURBATEURS.................................. 70 TABLEAU 20: ECOULEMENT DE PUISSANCE DANS LE RESEAU DE DISTRIBUTION ............................................................. 75 TABLEAU 21: TAUX DE DISTORSION INDIVIDUELLE ET GLOBALE DES TENSIONS .............................................................. 75 TABLEAU 22: TAUX DE DISTORSION INDIVIDUELLE ET GLOBALE DES COURANTS ............................................................ 75 TABLEAU 23: TAUX DE DISTORSION DES COURANTS DANS LES LIGNES DES PORTIQUES ................................................... 75 TABLEAU 24: NIVEAUX DE COMPATIBILITE POUR LES TENSIONS HARMONIQUES (NORME CEI 61000-2-2) ....................... 76 TABLEAU 25: LIMITES DE DISTORSION DE COURANT POUR LES SYSTEMES DE DISTRIBUTION (120 V A 69 000 V) ............... 76 TABLEAU 26: PARAMETRES DES FILTRES A INSTALLER AU NIVEAU DES BUS BT ............................................................. 77 TABLEAU 27: PARAMETRES DES FILTRES A INSTALLER SUR LES PORTIQUES .................................................................. 77 TABLEAU 28: POWER FLOW DU RESEAU DE DISTRIBUTION AU TCE APRES FILTRAGE ..................................................... 78 TABLEAU 29: TAUX DE DISTORSION INDIVIDUELLE ET GLOBALE DES TENSIONS APRES FILTRAGE ........................................ 78 TABLEAU 30: TAUX DE DISTORSION INDIVIDUELLE ET GLOBALE DES COURANTS APRES FILTRAGE ....................................... 79 TABLEAU 31: TAUX DE DISTORSION DES COURANTS DES PORTIQUES APRES FILTRAGE .................................................... 79 TABLEAU 32: TEMPS DE DECHARGEMENT DE 1000 CONTENEURS EN FONCTION DU TEMPS DE CYCLE ............................... 92 TABLEAU 33: ECONOMIE ENVISAGEABLE GRACE AUX EQUIPEMENTS PERFORMANTS EN ECLAIRAGE ................................ 100 Optimisation de la consommation électrique du Terminal à Conteneurs Est au Port de Casablanca Mémoire de Fin d’Etude Ahmed EL HAFIDI Page 7 Liste des figures FIGURE 1: PORTS D’IMPLANTATION DE MARSA MAROC .................................................................................. 19 FIGURE 2: VUE AERIENNE DU TERMINAL TCE AU PORT DE CASABLANCA ............................................................. 20 FIGURE 3: PLAN DE MASSE DU TCE............................................................................................................. 26 FIGURE 4: SYNOPTIQUE DISTRIBUTION ELECTRIQUE AU TCE ............................................................................. 27 FIGURE 5: SYNOPTIQUE DE LA BOUCLE ALIMENTANT LE TCE EN HTA ................................................................. 28 FIGURE 6: SYNOPTIQUE ELECTRIQUE DU PORTIQUE A CONTENEURS ................................................................... 30 FIGURE 7: TRANCHES HORAIRES DE TARIFICATION ELECTRIQUE .......................................................................... 34 FIGURE 8: CONSOMMATIONS ELECTRIQUES AU TCE ....................................................................................... 37 FIGURE 9: PUISSANCES APPELEES ET PUISSANCES SOUSCRITES ........................................................................... 38 FIGURE 10: REPARTITION DE LA CONSOMMATION DE L’ENERGIE ACTIVE ............................................................. 39 FIGURE 11: REPARTITION DE LA CONSOMMATION DE L’ENERGIE REACTIVE .......................................................... 40 FIGURE 12: CONSOMMATION GLOBALE EN FONCTION DU NOMBRE DE BOITES MANUTENTIONNEES ......................... 41 FIGURE 13: CONSOMMATION DES PORTIQUES EN FONCTION DU NOMBRE DE uploads/Ingenierie_Lourd/ gestion-denergie 1 .pdf