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Université François Rabelais Institut Universitaire de Technologie de Tours Gén

Université François Rabelais Institut Universitaire de Technologie de Tours Génie Électrique et Informatique Industrielle Rapport de stage Enseignants: Yann NEAU AUGER Philippe HUREAU Baptiste Maître de stage: IUT - GEII 2A Yoann BREMAUD Groupe Q1 Rapport de stage MIGRATION D'UNE CENTRALE DE TRAITEMENT D'AIR Université François Rabelais Institut Universitaire de Technologie de Tours Génie Électrique et Informatique Industrielle Enseignants: Yann NEAU AUGER Philippe HUREAU Baptiste Maître de stage: IUT - GEII 2A Yoann BREMAUD Groupe Q1 Rapport de stage Rapport de stage MIGRATION D'UNE CENTRALE DE TRAITEMENT D'AIR REMERCIMENT Je tiens à remercier tout particulièrement mon maître de stage M. BREMAUD, ainsi que M. CHAZELAS directeur de la société KEOLYA pour m'avoir permis d'effectuer mon stage dans leur entreprise. Mais aussi tout le reste de l'équipe. Ils m'ont accompagné tout au long de mon stage et m'ont donné les moyens nécessaires pour réussir ces 12 semaines de stage. SOMMAIRE REMERCIMENT............................................................................................................................................. 4 INTRODUCTION............................................................................................................................................ 7 1. Présentation.................................................................................................................................................. 8 1.1. Présentation de l'entreprise................................................................................................................... 8 1.1.1. KEOPS..............................................................................................................................9 1.1.2. KEOLYA........................................................................................................................... 9 1.2. Objectif............................................................................................................................................... 10 1.3. Planning prévisionnel et réel...............................................................................................................10 1.4. Centrale de traitement d'air................................................................................................................. 11 1.4.1. Les différentes compositions possibles...........................................................................12 1.4.2. Types et positions des caissons....................................................................................... 13 1.4.3. Fonctionnement des principaux éléments.......................................................................14 1.5. Présentation du client..........................................................................................................................15 1.6. Présentation des logiciels.................................................................................................................... 15 1.6.1. Codesys........................................................................................................................... 17 1.6.2. Ignition............................................................................................................................19 2. Analyse fonctionnelle................................................................................................................................. 20 2.1. Fonctionnement.................................................................................................................................. 20 2.2. Régulation...........................................................................................................................................21 2.2.1. Régulation des registres.................................................................................................. 21 2.2.2. Régulation de la vanne chaude et froide......................................................................... 22 2.2.3. Batterie et pompe de récupération...................................................................................25 2.3. Améliorations apportées..................................................................................................................... 25 3. La supervision.............................................................................................................................................26 4. Les notions importantes.............................................................................................................................. 28 4.1. Régulation cascade............................................................................................................................. 28 4.1.1. Principe........................................................................................................................... 29 4.2. Montage Dahlander............................................................................................................................ 29 4.3. Vanne trois voies.................................................................................................................................30 5. Mise en service........................................................................................................................................... 32 Conclusion...................................................................................................................................................... 33 Résumé........................................................................................................................................................... 34 Abstract ......................................................................................................................................................... 35 Mots clefs....................................................................................................................................................... 37 Index des illustrations..................................................................................................................................... 38 Bibliographie.................................................................................................................................................. 39 Annexes.......................................................................................................................................................... 40 5 INTRODUCTION Durant mon stage de 2ème année DUT GEII, mon projet sera de réaliser la migration d'une centrale de traitement d’air. La centrale de traitement d’air permet de réguler la température, l’hygrométrie, le débit d’air soufflé et repris, et la qualité d’air d’un bâtiment. Pour faire cela, elle traite l’air neuf à introduire dans le bâtiment et assure l’aération et le chauffage ou la climatisation à l’aide d’automates programmables. Seulement, au bout d'un certain temps les automates deviennent dépassés par la nouvelle technologie qui ne cesse d'évoluer. C'est pourquoi il faut changer d'automate par un plus récent, c'est ce qu'on appelle la migration. Dans un premier temps, je vais vous présenter le projet dans son ensemble. Ensuite, nous verrons l'analyse fonctionnelle de la centrale de traitement d'air. Puis nous verrons la supervision. Ensuite les notions importantes de ce projet. Pour finir, nous étudierons la mise en service de la centrale. 6 1. Présentation 1.1. Présentation de l'entreprise L'équipe KEOLYA du groupe KEOPS Performance et moi travaillons sur une centrale de traitement d'air du centre international de congrès Vinci à Tours. 1.1.1. KEOPS KEOLYA est une des filiales du groupe KEOPS Performance. Le but principal du groupe KEOPS est de créer des innovations agissant sur l’homme, les méthodes, les moyens de production et l’utilisation rationnelle des énergies. Dans ce groupe, l’homme y occupe une position centrale, il est donc indispensable de le préparer au changement et de le faire évoluer. Pour cela, le groupe KEOPS Performance doit agir dans plusieurs domaines. C’est pourquoi il dispose donc de cinq filiales qui sont: • TKM CONSULTING: Accompagnement au changement, Conseil et formation • KEOPS AUTOMATION: Ingénierie de réalisation en process industriels • KEOPS INDUSTRY SERVICES: Management de transition, assistance technique • KEOLYA: Optimisation des énergies, des fluides et des matières • Khi Coaching: Installer durablement la performance au cœur de l’entreprise Ci-dessous, l'historique du groupe et ses filiales. 7 Illustration 2: Historique du groupe Illustration 1: Logo KEOPS KEOPS Performance est implanté à Carquefou situé à la périphérie de Nantes avec un chiffre d’affaires de 10 Millions d’Euros. 1.1.2. KEOLYA Comme nous l’avons vu précédemment, KEOLYA est une fliale du groupe KEOPS Performance créée depuis peu, qui est vouée au marché de l’optimisation des énergies, des fluides et des matières. Cette entreprise a pour but de proposer aux opérateurs des bâtiments tertiaires et aux industriels, les méthodes et les dispositifs leur permettant de réaliser des économies sur les principales dépenses d’énergies et consommables. Cette démarche s’inscrit plus généralement dans le cadre d’un développement durable et d’une participation à la réduction des gaz à effet de serre. Déployant ses ressources sur l’ensemble du territoire national, KEOLYA opère sur tous types de sites tertiaires et industriels. KEOLYA disposait d'un chiffre d'affaires d'environ 500 000 € en 2012. 1.2. Objectif L'objectif de ces 12 semaines de stage est de réaliser une migration d'automate sur une centrale de traitement d'air du centre international de Congrès « Le Vinci » à Tours. Le but est donc de remplacer l'automate Schneider implanté en 1993 par un automate Wago tout en optimisant le programme. L'automate Schneider est programmé en PL7-3 sous le logiciel Xtel. Ce logiciel ne peut être lancé qu'à partir d'OS/2. 8 Illustration 3: Logo KEOLYA 1.3. Planning prévisionnel et réel Ci-dessous, je vous présente les différentes phases de mon planning. Comme on peut le voir, j'ai commencé la réalisation de mon rapport dans les premières semaines, car je n'avais pas encore les informations sur la centrale. Je pensais aussi faire la supervision une fois avoir fini la programmation finie, mais je l'ai réalisé en parallèle afin de vérifier le fonctionnement. 9 Illustration 4: Planning prévisionnel et réel 1.4. Centrale de traitement d'air Une centrale de traitement d'air est un équipement qui va modifier les conditions thermiques de l'air afin de réchauffer ou refroidir une pièce à l'aide d'air neuf ou d'air repris. 1.4.1. Les différentes compositions possibles Une centrale de traitement d’air peut avoir différents équipements selon ce que l’on veut faire. Les différents composants sont : • Les registres, • Le caisson de mélange, • Les filtres, • Les batteries chaudes pour le préchauffage ou le réchauffage, 10 Illustration 5: Registre Illustration 6: Symbole registre Illustration 7: Caisson de mélange Illustration 8: Symbole caisson de mélange Illustration 9: Filtre plan Illustration 10: Filtre plissé Illustration 11: Filtre à poche • La batterie froide pour la climatisation, • Les Ventilateurs de soufflage et de reprise. 11 Illustration 12: Batterie chaude Illustration 13: Symbole batterie chaude Illustration 14: Batterie froide Illustration 15: Symbole batterie froide Illustration 16: Ventilateur 1.4.2. Types et positions des caissons Il existe deux types de centrale de traitement d’air: • Composée d'un unique caisson, de soufflage, • Composée de 2 caissons, de soufflage et de reprise. 1.4.3. Fonctionnement des principaux éléments Les registres sont situés à l’entrée et à la sortie de la centrale. Leur ouverture et fermeture sont couplée au fonctionnement du ventilateur. Ils sont pilotés par des servomoteurs Le caisson de mélange gérant le volume d’air neuf et d’air recyclé soufflé permet: • L'isolation du CTA lors de l'arrêt, • Le réglage du débit d'air neuf et recyclé, • Récupération d'énergie: consiste à augmenter automatiquement le volume d'air neuf ou le volume d'air recyclé, lorsque les conditions sont favorables. Les batteries chaude et froide sont toutes les deux constituées de tuyaux de cuivre appelés épingle dans lesquels circule de l’eau chaude ou de l’eau froide. Dans le cas d’une CTA tout air neuf, l’eau froide est mélangée à un liquide appelé le glycol qui va permettre de protéger la batterie froide contre le gel si la batterie chaude est défectueuse. En plus de cette protection qui n’est pas toujours utilisée, un capteur de température appelé thermostat antigel placé après la batterie chaude 12 Illustration 17: CTA à caisson unique Illustration 18: CTA à double caisson permet de détecter des températures froides de donner l’ordre d’isoler la CTA et de l’arrêter. Une autre batterie appelée « batterie de récupération » peut aussi être installée sur une CTA. Celle-ci serait placée à la sortie d’air rejeté afin de récupérer les calories qui serviront à réchauffer l’air neuf. Dans la gaine d’extraction, une sonde de reprise y est placée afn de faire une régulation en cascade. Elle consiste à maintenir la température de reprise à une consigne fxe avec une limite haute et basse au soufflage. 1.5. Présentation du client Le centre international de Congrès nommé « Vinci » a été conçu par Jean NOUVEL avec Yves BRUNIER, paysagiste. Construit en 1993, il est situé face à la gare de Tours-Centre. Cette structure appartient depuis 2009 à une société anonyme d’économie mixte. Sa gestion est assurée par le président du directoire Denis Schwok et le directeur général Henri Poignet. Le Vinci est composé de trois auditoriums. Le plus important est l’auditorium François Ier avec 1982 places. Puis il y a l’auditorium Pierre de Ronsard avec 690 places. Pour finir, il y a l’auditorium Descartes avec 349 places. Mis à part ces trois salles, il y a encore de nombreuses pièces comme l’espace Daniel BOURDU, la salle de commission et des ateliers, mais aussi les Foyers des auditoriums. C'est dans un foyer que nous allons migrer l’automate de la centrale de traitement d’air. 13 Illustration uploads/Management/ rapport-de-stage-baptiste-hureau.pdf