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Rapport du projet de Fin d’Étude Page 2 Introduction générale : Le Maroc s’est

Rapport du projet de Fin d’Étude Page 2 Introduction générale : Le Maroc s’est lancé dans des projets ambitieux de modernisation et de mise à niveau de son économie. L’un des secteurs les plus concernés est le secteur agro-alimentaire. Les objectifs de ces changements est de stimuler l’économie nationale, et de susciter chez les entreprises marocaines la volonté de développer leur rendement afin de réaliser des bonnes performances, dans un monde où la compétitivité est à son apogée. Étant monopôle dans le secteur de production du sucre au Maroc, et étant donné que chaque marocain consomme 36,3 Kg du sucre par ans un chiffre nettement plus élevé que la moyenne mondiale qui est de 23 Kg/ans, le groupe COSUMAR se trouve confronté par un déséquilibre entre la demande et la production. Pour y remédier à ce problème les dirigeants de COSUMAR ont adopté une stratégie qui consiste à couvrir la consommation locale. Bien évidement, une telle stratégie nécessite une énergie électrique sûre, mois chère et de bonne qualité. Sur la base de ce constat, l’objet du travail présenté dans ce rapport concerne l’étude et le dimensionnement de l’installation électrique d’un alternateur de puissance. L’objectif de cette installation et de garantir une alimentation en énergie électrique sûre, fiable et moins chère. Cette étude est organisée en cinq chapitres. Le premier chapitre est consacré à la présentation de l’organisme d’accueil. Le deuxième concerne la description et l’analyse du réseau électrique HTA actuel. Le troisième traite le dimensionnement des ouvrages électriques HTA. Rapport du projet de Fin d’Étude Page 3 Avant –propos Le travail présenté dans ce rapport a été effectué au sein de l’entreprise COSUMAR- SUTA filiale du groupe COSUMAR. Ce rapport est le fruit de 4 mois de stage. Ils ont représenté pour moi une formidable expérience technique et humaine. Je tiens à remercier particulièrement :  Monsieur xxxxx, Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique, pour l’intérêt qu’il a accordé à mon travail par sa fonction de rapporteur.  Monsieur xxxxx, Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique, pour l’honneur et la gentillesse qu’il m’a fait en acceptant de participer au jury du projet en tant que Président.  Monsieur EL MOUDDEN, Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique, pour avoir encadré mon travail. Je le remercie par sa confiance et son aide. Je le remercie aussi pour ses qualités humaines. Qu’il trouve à travers ce mémoire ma profonde gratitude et ma grande admiration.  Monsieur AHBAIZ, Ingénieur d’État de l’École Nationale des Sciences Appliquées et chef de service à COSUMAR-SUTA. Pour avoir encadré, industriellement, mon travail. Qu’il trouve ici l’expression de ma reconnaissance pour ses précieux conseils et son aide efficace. J’adresse mes vifs remerciements à mes professeurs du département Génie électrique, et surtout ceux de la filière Génie des systèmes électriques. Ainsi que tout le corps professoral de l’ENSEM pour leur inestimable contribution à notre formation. Je remercie tout le personnel de COSUMAR-SUTA, et tous les membres du service maintenance électrique et régulation industrielle, qui m’ont permis de profiter brillamment de ce stage en termes du savoir-faire technique et relationnel. Toute ma sympathie va aussi à tous les stagiaires du service pour la bonne ambiance qu’ils ont su préserver au quotidien. Je pense notamment à Mr. NADIR, Mlle TAHIRI, Mr OULKADI. Un grand merci à mes amis Mr. BOUHSSINA et Mr.AIT HAMMOU, pour leur amitié, leur bonne humeur et leur joie de vivre. Il m’est impossible d’exprimer en quelques mots tous ce que je dois à ma famille, en particulier à mes parents BRAHIM et ZAHRA, mes frères MOUSSA et SAAD. Sans vous je n’aurais sans doute pas fait ce travail. Je leur dois énormément et je leur dédie ce travail. A tous…Merci Rapport du projet de Fin d’Étude Page 4 A Wiam A mio Padre e mia Madre A mio fratello Alla mia famiglia Con affetto Rapport du projet de Fin d’Étude Page 5 Résumé COSUMAR-SUTA est une entreprise équipée d’une petite centrale thermique contenant 3 alternateurs de puissance 3 MW chacun. La puissance, estimée, installée dans ce site industriel s’élève à 13 MW. Pour satisfaire le besoin énergétique la centrale thermique doit fonctionner en parallèle avec le réseau puissant ONEE. Les trois alternateurs débitent dans un jeu de barre HTA de 5.5 kV, ce jeu de barre est le départ vers 15 transformateurs de puissance. Les problèmes engendrés par ce réseau électrique c’est que, après une série des extensions, la puissance fournie par la centrale ne satisfait plus les besoins énergétiques du site qui est en état d’extension continu. De plus le kWh issu da la centrale thermique est moins chère que le kW importé de l’ONEE. Vu l’insécurité de l’alimentation tel qu’une panne au niveau de la centrale ou une coupure au niveau de l’ONEE produit un arrêt total de la production. L’entreprise cherche à annuler l’alimentation de l’ONEE Par l’installation d’un turbo-alternateur supporté par une alimentation à secours. Le travail présenté dans ce rapport concerne l’étude et le dimensionnement de l’installation du turbo-alternateur qui sera capable de supporter des extensions futures en résolvant les problèmes cités auparavant. L’accent a été mis sur la réalisation des tâches demandés par l’entreprise, à savoir le dimensionnement des ouvrages électriques de la moyenne tension : Réseau de terre, Réducteurs de mesure, le dimensionnement des jeux de barres accompagné de la vérification des contraintes mécaniques, l’élaboration du plan de protection, ainsi que la basse tension: le dimensionnement des câbles, des protections, des batteries et chargeurs pour l’excitation de l’alternateur. Enfin, une étude technico-économique a été faite pour estimer le coût du projet. Rapport du projet de Fin d’Étude Page 6 Abstract COSUMAR-SUTA is a business contains a small thermal power plant of three alternators 3 MW each. The installed power in this industrial factory is 13 MW. In order to satisfy energy need, the plant should work in parallel with power network ONEE. The three alternators debit in a high voltage bar. This latest is the starting of 15 power transformer. This power network suffers from many problems; one of them is after a lot of extensions energy produced by power plant becomes insufficient. Second the KWH produced by thermal power plant is less expensive than that bought from ONEE. Also power network is insecure. So the business looks for a new alternator installation supported by emergency power supply. The work done in this report concern study and sizing of electrical alternator installation with solving previously problems. The study concern high voltage sizing elements: grounding, bar sizing, mechanical constraints, achievement of protection plan. The low voltage: cables sizing, batteries and chargers for alternator excitation. Finally an economic study has been done. Rapport du projet de Fin d’Étude Page 7 Sommaire Introduction générale ............................................................................................ 2 Résumé .................................................................................................................... 5 Liste des tableaux ................................................................................................. 10 Liste des figures .................................................................................................... 11 Liste des abréviations .......................................................................................... 12 Cahier des charges ............................................................................................... 13 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accueil .......................................... 14 I. Le groupe COSUMAR SA ........................................................................ 15 II. Le marché national du sucre ...................................................................... 17 III. L’entreprise COSUMAR-SUTA ............................................................... 21 IV. Processus de production ............................................................................. 23 Chapitre II : Analyse du réseau électrique HTA actuel ................................... 25 I. Vulnérabilités du réseau HTA actuel ......................................................... 26 II. Bilan de puissance ...................................................................................... 26 II.1.Source d’énergie électrique actuelle .......................................................... 26 II.1.1. Énergie produite par la centrale ...................................................... 26 II.1.2. Énergie ONEE ................................................................................. 27 II.2. Taux de charge des transformateurs .......................................................... 29 II.3 Conclusion .................................................................................................. 30 III. Analyse du coût de l’énergie ONEE .......................................................... 30 III.1. Méthode d’analyse par régression ........................................................... 31 III.2.Analyse de la facture ONEE ..................................................................... 31 III.3. Conclusion ............................................................................................... 33 IV. Structure du réseau HTA actuel ................................................................. 34 IV.1 Schéma de distribution actuel ................................................................... 34 IV.2 Couplage des alternateurs avec le réseau .................................................. 34 Chapitre III : Dimensionnement des ouvrages électriques HTA ................................ 35 I. Établissement du nouveau schéma de distribution .............................. 36 II. Dimensionnement de la section du conducteur ............................................ 37 II.1 Méthode de calcule ..................................................................................... 37 II.2 Application au câble de l’alternateur ..... ……………………………………..39 II.2.1 Conditions de la canalisation...... ………………………………………..39 II.2.2 Détermination de la section S1 capable de véhiculer Iz ..... …………….39 II.2.3 Détermination de la section S2 qui vérifié la contrainte thermique ... 41 II.2.4 Détermination de la section S3 qui supporte la tenue thermique ....... 42 II.2.5 Détermination de la section S4 qui vérifie la chute de tension .......... 43 II.2.5 Détermination de la section du neutre ................................................ 43 II.2.6 Conclusion .......................................................................................... 43 III. Dimensionnement du jeu de barres ............................................................. 43 III.1 Contraintes Électriques dans le jeu barres ................................................ 43 III.1.1 Sections des barres ............................................................................ 43 III.1.2 Effet thermique sur le jeu de barres ...... ………………………………...45 III.1.2.1Courant thermique équivalent de courte durée .......................... 45 III.1.2.2 La résistance thermique au court-circuit ................................... 46 III.2 Contraintes mécaniques dans les jeux de barres ....................................... 47 III.2.1Effet électrodynamique sur les jeux de barres ................................... 50 III.2.1.1Vérification des contraintes dans le jeu de barres ...................... 51 Rapport du projet de Fin d’Étude Page 8 III.2.1.1.1Calcul des forces électrodynamiques ................................. 51 III.2.1.1.2 Calcul des contraintes dans le jeu de barres..................... uploads/Ingenierie_Lourd/ introduction-generale.pdf