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Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org
ETUDE ET REALISATION DES INSTALLATIONS
HVAC DES POSTES ELECTRIQUES DE LA
RAFFINERIE SONARA LIMBE-CAMEROUN
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU
MASTER D’INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT/INGENIEUR 2IE
OPTION : Génie Energétique et Energies Renouvelables
------------------------------------------------------------------
Présenté et soutenu publiquement le 20 JUIN 2013 par
Bertrand DONFACK
Matricule : 2010 0160
Jury d’évaluation du stage :
Président : Sayon SIDIBE
Membres et correcteurs : Mady KABORE
Severin TANOH
Promotion [2012/2013]
Dr. Ing. Sayon SIDIBE
Centre Commun de Recherche Energie et
Habitat Durable
Fondation 2iE
M. Patrice FLAGEUL
Responsable des Activités Oïl & Gas et GET
Bouygues Energies et Services Congo
Direction de Pointe-Noire
Travaux dirigés par :
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
II
DEDICACE
A ma défunte mère
MANFO Odette
A mes grandes sœurs
METAGO Bertine et
NGUISSI Adéline
A ma Fiancée
TSAMO Laura
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
III
REMERCIEMENTS
Dans l’accomplissement de cette mission de stage, plusieurs personnes ont participées de prêt ou
de loin. Je tiens ici à remercier :
- Mes enseignants du 2iE, Prof AZOUMAH Y Prof. COULIBALY Y., Dr PABYAM M., Dr
BLIN J., Dr SIDIBE S. qui par la qualité, nous auront donnés le meilleur d’eux pour nous
préparer au monde professionnel.
- Mon encadreur académique Dr SIDIBE S. qui en plus de son enseignement m’a accompagné
de ses conseils tout au long de cette mission ;
Je tiens également à remercier la société BYes Congo. Je remercie grandement le Directeur de
Pointe-Noire, M. MORVANT David à la tête de la Société et M. FLAGEUL Patrice responsable
des activités Oil & Gas et GET, sous la direction duquel j’ai effectué ce stage.
J’ai une pensée pour l’ensemble des membres du BE (Bureau d’Etude de Pointe-Noire) et tout le
personnel de la Société BYes SA.
Je ne saurais terminer sans avoir une pensée affectueuse à l’endroit de toute la promotion du
master d’ingénierie 2012-2013 du 2iE et en particulier tous les énergéticiens, ces quelques années
nous auront permis de fraterniser pour la vie.
Que tous ceux qui m’auront soutenus de près ou de loin et dont les noms n’auraient pas été cités,
trouvent en ces quelques mots l’expression de mes sincères remerciements
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
IV
SOMMAIRE
DEDICACE..................................................................................................................................................... II
REMERCIEMENTS ....................................................................................................................................... III
SOMMAIRE ................................................................................................................................................. IV
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................................... V
LISTE DES FIGURES ...................................................................................................................................... VI
RESUME ..................................................................................................................................................... VII
ABSTRACT .................................................................................................................................................. VII
LISTE DES ABREVIATIONS ......................................................................................................................... VIII
NOMENCLATURE ...................................................................................................................................... VIII
INDICES ..................................................................................................................................................... VIII
1. INTRODUCTION GENERALE ..................................................................................................................... 1
2. PRESENTATION DE BYES CONGO POINTE-NOIRE .................................................................................... 3
CHAPITRE I : GENERALITES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................................... 5
1. GENRALITES SUR LES ZONES ATEX .......................................................................................................... 6
2. GENERALITES SUR L’HVAC ..................................................................................................................... 10
CHAPITRE II : PROJET SONARA - LES INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE, DE VENTILATION ET DE
CLIMATISATION ......................................................................................................................................... 14
1. LES SOLUTIONS HVAC POSSIBLE POUR LES RAFFINERIES DE PETROLE ................................................. 15
2. ETUDES PRELIMINAIRES ........................................................................................................................ 18
CHAPITRE III : MISE EN ŒUVRE DES INSTALLATIONS HVAC DU PROJET DES POSTES ELECTRIQUES -
SONARA ..................................................................................................................................................... 28
1. MISE EN ŒUVRE DU POSTE ELECTRIQUE P2 ......................................................................................... 29
2. MISE EN ŒUVRE DU POSTE ELECTRIQUE P105 ..................................................................................... 35
3. PREPARATION ET REALISATION DES TRAVAUX ..................................................................................... 39
4. ELEMENTS SUPPORT AU PROJET QHSE ................................................................................................. 41
CONCLUSION ............................................................................................................................................. 44
BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................................................. i
ANNEXES ...................................................................................................................................................... ii
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V
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Classification des zones ATEX ....................................................................................... 6
Tableau 2: Les substances inflammables .......................................................................................... 7
Tableau 3: Limites d'explosivités des gaz et vapeurs ........................................................................ 7
Tableau 4: Limites d'explosivités des poussières .............................................................................. 8
Tableau 6: Energies minimale d'inflammation des poussières.......................................................... 9
Tableau 6: Energies minimale d'inflammation des gaz ..................................................................... 9
Tableau 8: Température d'auto-Inflammation des gaz ...................................................................... 9
Tableau 8: Température d'auto-Inflammation des poussières ........................................................... 9
Tableau 9: Calcul des charges de climatisation [5]
........................................................................... 19
Tableau 10: Caractéristiques du poste P2 ...................................................................................... 21
Tableau 11: Caractéristiques du poste P105 ................................................................................... 22
Tableau 12: Conditions climatiques de calcul ................................................................................. 24
Tableau 13: Résultats des bilans thermiques des postes ................................................................. 24
Tableau 14: Débits et température de soufflage dans les salles des tableaux ................................. 25
Tableau 15: Comparaison financière des solutions par rapport au budget disponible .................... 26
Tableau 16: Comparaison technique des solutions HVAC possible en raffinerie .......................... 26
Tableau 17: Caractéristiques des armoires de climatisation du poste P2 [1]
.................................... 30
Tableau 18: Caractéristiques des aérocondenseurs du poste P2 [1]
.................................................. 30
Tableau 19: Position des dispositifs de sécurité .............................................................................. 34
Tableau 20: Caractéristiques des armoires de climatisation du poste P105 [1]
................................ 36
Tableau 21:Caracteristiques des aérocondenseurs du poste P105 [1]
............................................... 36
Tableau 22: Coût du lot HVAC des postes P2 et P105 ................................................................... 39
Tableau 23: Planning du lot HVAC ................................................................................................ 40
Tableau 24: Moyens humains nécessaires à la réalisation du lot HVAC ........................................ 41
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
VI
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Organigramme simplifié BYes Congo Pointe-Noire ......................................................... 4
Figure 2: Production centralisée sans récupération de calorie ........................................................ 15
Figure 3: Production centralisée avec récupération de calorie ........................................................ 16
Figure 4: Production indépendante avec refroidissement des condenseurs par l'eau industrielle ... 17
Figure 5: Production indépendante avec liaison frigorifique aux aérocondenseurs ........................ 17
Figure 6: Vue en Coupe du poste P2 ............................................................................................... 22
Figure 7: Vue en plan salle des Tableaux Poste P2 ......................................................................... 22
Figure 8: Vue en plan salle des tableaux poste P105 ...................................................................... 23
Figure 9: Vue en coupe Poste P105 ................................................................................................ 23
Figure 10: Aérocondenseur AIRWELL UC73A Poste P2 .............................................................. 29
Figure 11: Armoire de clim AIRWELL X4650AR Poste P2 .......................................................... 29
Figure 12: Schéma de principe Clim poste P2 ................................................................................ 31
Figure 13: Logigramme d'automatisme Poste P2 ............................................................................ 33
Figure 14:Armoire de clim AIRWELL X1900AR Poste 105 ......................................................... 35
Figure 15: Aérocondenseur AIRWELL UC53A Poste 105 ............................................................ 35
Figure 16: Logigramme automatisme Poste P105 .......................................................................... 38
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
VII
RESUME
Une étude de réalisation du système Chauffage-Ventilation-Climatisation (CVC) a été
réalisée dans le cadre du projet de construction de bâtiments servant de poste électrique à
l’intérieur de la raffinerie SONARA Limbe Cameroun ; Etude basée sur deux grands modes de
production de froid. Le premier consiste à une production centralisée à eau glacée installée en
toiture afin de climatiser les salles des tableaux des postes P2 et P105 de surface respectives
430m2 et 75m
2. Le second mode consiste à une production indépendante avec liaison frigorifique
aux condenseurs pour la climatisation desdits postes. A la suite de nos investigations, Il s’avère
que le premier mode nécessite d’importants réseaux de gaine qui par ailleurs entrainent des coûts
d’investissement à 1,5 fois supérieurs à une production indépendante avec liaison frigorifique aux
aérocondenseurs. Malgré les difficultés techniques liées à l’encombrement des unités intérieures,
ce second mode reste la meilleure solution de climatisation des postes électriques. La production
centralisée reste cependant intéressante dans le cas des charges frigorifiques importantes.
Mots Clés : CVC, Production centralisée, production indépendante,
ABSTRACT
A detailed study of realization of the system heating-ventilation-air conditioning (HVAC)
system was carried out under the project for construction of substation buildings inside the
refinery SONARA Limbe Cameroon; study based on two major modes of production cold. The
first is a centralized chilled water production installed in the roof to cool the room panel’s
distribution of post P2 and P105 respective area of 430m2 and 75m2. The second mode is an
independent production with cold binding condensers for air conditioning of said stations.
Following our investigation, it appears that the first method requires large duct systems also
causes investment costs 1.5 times higher than an independent production with refrigerated
condensers binding. Despite the technicals difficulties related to the congestion of the indoor units,
the second mode is the best cooling solution for our electrics Posts. Centralized production,
however, remains interesting in the case of large cooling loads.
Keywords: HVAC, centralized production, independent production
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
VIII
LISTE DES ABREVIATIONS
ATEX: Atmosphère Explosive
BYES: Bouygues Energies et Services
CTA: Centrale de traitement d’air
E&P : Exploration et Production
HFC: Hydro Fluo Carbure
HVAC: Heating Ventilation And Air-Conditioning
IEPF: Institut de l’Energie et de l’Environnement de la Francophonie
SONARA: Société Nationale de Raffinage du Cameroun
NOMENCLATURE
INDICES
∆T: Différence de température
h: Enthalpie de l’eau
Hr: Humidité relative
P: Puissance
Q: Chaleur ou gain thermique
𝒎 : Débit massique
q: Débit
T: Température
V-Ph-f: Volt – phase -fréquence
W: Chaleur
ar: Air repris
as : Air souffle
cond: condensation
ext: extérieur
int: intérieur
lat: latente
mas: massique
occ: Occupants
ra: renouvellement d’air
sen: sensible
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1. INTRODUCTION GENERALE
1.1.Contexte du sujet
La société de raffinage du Cameroun dans son projet EVOLUTION DU SCHEMA DE
RAFFINAGE PHASE 1 sollicite les services de Bouygues énergie et services. Ce projet a pour
but d’accroitre les capacités de production en faisant non seulement le revamping des unités
existantes, mais aussi en construisant des nouvelles unités de production. Ce nouveau proccess en
projet nécessite des énormes apports en énergie électrique. Il est donc prévu un raccordement
électrique au réseau de distribution public, puis la construction de deux bâtiments R+1 servant de
postes électriques P2 et P105 abritant les équipements électriques (transformateurs, groupes
électrogènes, salles des tableaux etc…). Pour la pérennité et le bon fonctionnement des
équipements électriques et électroniques installés dans ces deux postes, et sachant que
l’environnement SONARA est explosif, une attention particulière se porte sur le type de système
HVAC qu’il faudra installer pour avoir des conditions climatiques intérieures favorables au
nouveau schéma de raffinage. Le choix de système de climatisation, de dimensionnement et de
fonctionnement des appareils frigorifiques peuvent s’avérer cruciaux dans les bilans économiques
et financiers d’un projet en phase d’étude détaillée et mise œuvre.
Dans notre étude, nous nous sommes intéressés à la mise en place d’un système de climatisation
afin de résoudre la problématique liée aux conditions climatiques intérieures aux bâtiments neufs
P2 et P105 servant de poste électriques.
Un travail de recherche d’information a été le préalable avant le dimensionnement, ensuite un
choix parmi les quatre systèmes de climatisation ci-dessous :
- Production centralisée avec récupération des calories ;
- Production centralisée sans récupération des calories ;
- Production indépendante avec liaison aux aérocondenseurs situés à l’extérieur ;
- Production indépendante avec refroidissement par l’eau industrielle
Dans la première partie du présent rapport, nous rappellerons les principes de la climatisation tout
en mettant l’accent sur les productions frigorifiques centralisées et les productions indépendantes.
La seconde partie sera consacrée à un pré-dimensionnement, puis au choix du système de
climatisation à installer dans les postes électriques neufs.
La troisième partie sera consacrée à la mise en œuvre du système de climatisation choisi pour les
postes électriques. Nous mettrons l’accent sur les schémas aérauliques, hydrauliques. Nous ne
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
2
manquerons pas de présenter le système d’automatisme et de sécurité de nos installations de
climatisation des postes électriques P2 et P205.
Enfin, nous terminerons par une préparation des travaux sur site qui sera marquée par les aspects
de sécurités notamment les plans d’assurance qualité et de contrôle qualité des installations HVAC
des postes électriques.
1.2.Problématique
Dans notre étude, nous disposons des spécifications et standard de TOTAL E&P relatifs aux
installations HVAC dans les raffineries de pétrole. Il est possible d’utiliser comme pour le
dimensionnement, la méthode de CARRIER ou équivalent. Des nombreuses questions se sont
posées à nous :
- Comment trouver des données d’entrées fiables nécessaires aux différents
dimensionnements ;
- Est-ce que les espaces prévus pour la construction de nos postes électriques se trouvent en
zone ATEX (Atmosphère explosive)?
- Est-ce que l’installation de la production frigorifique centralisée nous permettra de
répondre non seulement aux exigences techniques du cahier des charges, mais aussi nous
permettra de rentrer dans le budget prévu ?
- Est-ce que l’installation de la production frigorifique autonome nous permettra de répondre
non seulement aux exigences techniques du cahier des charges, mais aussi nous permettra
de rentrer dans le budget prévu ?
- Quel sont les avantages et inconvénients des deux modes de production ?
- Quel est le système d’automatisme, régulation et d’instrumentation à mettre sur pied afin
de répondre aux exigences de fonctionnement et de sécurité décrit dans le cahier des
charges.
1.3.Objectifs
Les objectifs visés dans le cadre de cette étude sont de choisir un système de climatisation adapté
pour des bâtiments neufs servant de postes électriques. Ce choix se fondera sur des contraintes
liées au site de la raffinerie, des critères techniques et aussi sur les résultats issus des
dimensionnements (Gamme de puissance obtenu à travers le bilan de puissance)
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
3
1.4.Méthodologie adoptée
Nous avons mis en place une organisation nous permettant de répondre efficacement à notre
problématique ci-dessus suscitée. Cette méthodologie s’articule autour des différents points :
L’étude technique du bâtiment et évaluation thermique ; Recensement des
charges thermiques à installer dans les postes, Dimensionnement (Calcul de la
puissance frigorifique, Débit d’air soufflé etc..) ; Consultation auprès des
fabricants et fournisseurs de matériels HVAC, Choix du système
L’étude technique approfondie du système HVAC choisi ;
Dimensionnement (Diamètre des gaines, bouche de soufflage, bouche de
reprises)
Implantation suivant les contraintes du site (Schéma d’implantation, Schéma de
principe aérauliques et hydraulique)
Préparation des travaux sur site
Estimation du coût global ;
Estimation des ressources à prévoir ;
Mise en place du protocole de sécurité (Assurance qualité et contrôle qualité)
2. PRESENTATION DE BYES CONGO POINTE-NOIRE
2.1.Préambule et historique
BYes Congo, Bouygues Energies et Services Congo, société anonyme au capital de 100 000 000
FCFA est le pôle énergies et services de Bouygues construction SA. D’abord sous le nom de
Société Générale d’électricité du Congo (SOGECO), ensuite Entreprise de Transport et de
Distribution d’Électricité (ETDE) du Congo, pole filiale africaine de ETDE SA. En 2013, ETDE
Congo devient Bouygues Energies et Services : Expert de la performance énergétique et des
services.
2.2.Les métiers et domaines d’activités
Aujourd’hui BYes mobilise son expertise en performance énergétique et en prestation des services
à forte valeur ajoutée de ses trois grands métiers :
- Les réseaux d’énergies et numériques
- Le génie électrique, climatique et mécanique
- Le Facility Management
Les activités de BYes Congo sont :
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4
- Industrielles/Oil & Gas (On-shore et off-shore)
- Equipements tertiaries
- Infrastructures
- Réseaux de distribution d’eau
- Eclairage publique, mise en lumière
2.3.Effectifs et organisation
La direction de Brazzaville compte 463 employés dont 13 expatries, 16 cadres nationaux, 148
techniciens et manœuvres, 286 manœuvres temporaires.
La direction de Pointe-Noire compte 385 employés dont 11expatries, 22 cadres nationaux, 150
techniciens et manœuvres, 202 manœuvres temporaires.
Ci-dessous l’organigramme simplifié de la direction de Pointe-Noire, direction sous laquelle nous
avons effectué la mission de stage.
Figure 1: Organigramme simplifié BYes Congo Pointe-Noire
DIRECTION BYes
CONGO POINTE-NOIRE
RESPONSABLE
RH
RESPONSIBLE
CONTROLE
FINANCIER
RESPONSABLE
HSE
RESPONSABLE
DEPARTEMENT
OIL &GAS ET GET
ASSISTANTE DE
DIRECTION
ASSISTANTE
ADMINISTRATIVE
CHEF SERVICE
OIL & GAS
CHEF SERVICE
GET
BUSINESS UNITSUPPORT SERVICE
STAGIAIRE
Bertrand
DONFACK
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5
CHAPITRE I : GENERALITES BIBLIOGRAPHIQUES
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6
1. GENRALITES SUR LES ZONES ATEX
Définition:
Une atmosphère explosive (ATEX) est un mélange avec l’air, dans les conditions atmosphériques,
de substances inflammables sous forme de gaz, vapeurs ou poussières dans lequel, après
inflammation, la combustion se propage à l’ensemble du mélange non brûlé. (www.cnrs.fr)
Classification des zones ATEX
Les équipements destines à être utilises dans les atmosphères explosives sont repartis dans deux
grands groupes à savoir :
Groupe I : Appareils destines aux travaux souterrains de mines et aux parties de leurs installation
de surface, susceptible d’être mis en danger par le grisou et/ou des poussières combustibles.
Groupe II Appareils destinés à être utilisés dans d’autre lieux, susceptibles d’être mis en danger
par des atmosphères explosives. Ce groupe comprend trois catégories :
Catégories IIA: Très haut niveau de protection pour les environnements dont les atmosphères
explosives sont constamment présentes (Zones 0 ou 20)
Catégories IIB: Haut niveau de protection pour les environnements dont les atmosphères
explosives se manifesteront probablement (Zones 1 ou 21)
Catégories IIC: Niveau normal de protection pour les environnements dont les atmosphères
explosives ont une faible probabilité de se manifester (Zones 1 ou 21)
Ci-dessous le tableau récapitulatif du classement des zones ATEX
Tableau 1: Classification des zones ATEX
Gaz/vapeur Poussières
Atmosphère explosive présente
- En permanence
- Pendant de longues périodes
- fréquemment
Zone 0 Zone 20
Atmosphère explosive susceptible de se présenter
- Occasionnellement en fonctionnement normal Zone 1 Zone 21
Atmosphère explosive
- Non susceptible de se présenter en fonctionnement normal
- De courte durée
Zone 2 Zone 22
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7
Les conditions d’une zone ATEX
Pour être en présence d’une zone ATEX, des conditions doivent être réunies :
Condition 1 : Présence d’un comburant et d’un combustible
Le mélange formant une ATEX. Dans cette condition, l’oxygène de l’air O2 est le comburant et les
substances inflammables sous forme de poussières sont des combustibles. Le tableau ci-dessous
donne l’exemple des substances inflammables pouvant former une zone ATEX.
Tableau 2: Les substances inflammables
Gaz Vapeurs Poussières
Méthane
Butane
Propane
Hydrogène
Sulfure de carbone
Alcool éthylique
Oxygène d’éthylène
Acétone
Aluminium
Amidon
Céréales
Charbon
Condition 2 : Le mélange doit être explosif
Pour être explosif, le mélange ne doit être ni trop pauvre en combustible, ni trop riche en
combustible. La concentration de la substance inflammable doit être comprise entre les deux
paramètres suivants :
- La Limite Supérieure d’Explosivité d’un gaz ou d’une vapeur dans l’air (LSE),
- La limite Inferieur d’Explosivité d’une substance inflammable (LIE)
Le tableau ci-dessous nous donne quelques limites d’explosivité des gaz et/ou vapeur.
Tableau 3: Limites d'explosivités des gaz et vapeurs
Gaz/Vapeur LIE(%) LES(%)
Acétone 2,6 13
Butane 1,8 8,4
Oxyde d’éthylène 3,5 100
oxyde de propylène 2,8 37
Oxyde de carbone 2,5 74
Ethanol 3,3 19
Essence (io 100) 1,4 7,4
Ether éthylique 1,9 36
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8
Hydrogène 4 75
Méthane 5 15
Le tableau ci-dessous nous donne quelques limites d’explosivités des poussières.
Tableau 4: Limites d'explosivités des poussières
Poussières Concentration minimale d’explosion
Toner
Aluminium en poudre
Résine époxydique
Charbon de bois
Amidon de blé
Sucre
Vitamine C
Cacao
60
40
20
140
25
45
70
75
Explosion d’une ATEX
Une ATEX peut exploser par :
Apport d’une source d’inflammation : Mélange d’Oxygène de l’air avec du gaz et/ou vapeur et/ou
poussières inflammables. Pour qu’une ATEX explose, trois éléments doivent être présents :
- Le Comburant
- Le combustible,
- La source d’inflammation.
Cette source d’inflammation peut être une source d’énergie suffisamment importante ou une
température suffisamment élevée. On mesure la suffisance d’une source d’inflammation grâce
à deux paramètres :
- L’Energie Minimale d’Inflammation (EMI) : C’est l’énergie minimale qui doit être fournie
au mélange, sous forme d’une flamme ou d’une étincelle, afin de provoquer
l’inflammation.
Energie fournie par la source > EMI
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- La Température d’Auto Inflammation (TAI) : C’est la Température à laquelle le mélange
avec l’air s’enflamme spontanément.
Tmélange > TAI
Le tableau ci-dessous nous donne des valeurs d’EMI des gaz/vapeurs et poussières que
l’on trouve fréquemment.
Les tableaux ci-dessous nous donnent des valeurs de TAI que l’on trouve fréquemment.
Les sources d’inflammation
On distingue plusieurs sources d’inflammation. Parmi les plus fréquents, on peut citer :
- Les étincelles d’origine électrique ;
Tableau 6: Energies minimale
d'inflammation des poussières
Poussières EMI (mJ)
Toner 10
Aluminium en poudre 15
Résine époxydique 15
Charbon de bois 20
Amidon de blé 25
Sucre 30
Vitamine C 60
Cacao 100
Tableau 6: Energies minimale
d'inflammation des gaz
Gaz/Vapeurs EMI (µJ) Type
de zone
Méthane 300 I
Butane 250 IIA
Ethanol 140 IIA
Ethylènes 70 IIB
Oxyde d’éthylène 60 IIB
Hydrogène 17 IIC
Sulfure de carbone 15 IIC
Tableau 8: Température d'auto-
Inflammation des gaz
Gaz/vapeurs TAI (°C)
Hydrogène 560
Acétone 465
Essence (io 100) 460
Oxyde d’éthylène 430
Ethanol 365
Butane 287
Ether éthylique 160
Sulfure de carbone 102
Tableau 8: Température d'auto-
Inflammation des poussières
Poussières Tnuage(°C) Tcouche (°C)
Aluminium 520 410
Amidon 350 345
Céréales 520 300
Charbon 600 250
Farine de bois 490 340
Lait en poudre 610 340
Poudre époxy 510 Fusion
polyéthylène 440 Fusion
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- Les étincelles d’origine mécanique ;
- Surface chaudes ;
- Décharge électrostatiques ;
- Flamme nues ;
- Foudre etc…
2. GENERALITES SUR L’HVAC
2.1.La climatisation
La climatisation regroupe l’ensemble des procédés visant à conditionner l’air ambiant d’un espace
en contrôlant et en maintenant la température, l’humidité, le mouvement de l’air, le degré sonore
et la différence de pression, tout en veillant à la santé et au confort des occupants de la pièce et au
bon fonctionnement des appareils qui s’y trouvent [9].
Ce procédé est basé sur quatre transformations de base à savoir :
Le refroidissement
Le chauffage,
L’humidification,
La déshumidification
2.1.1. Le confort thermique
Le confort thermique c’est la situation dans laquelle une personne physique ne ressent ni
chaud ni froid dans une ambiance donnée. Il correspond à un niveau de température, d’humidité et
de vitesse de l’air ainsi que de rayonnement des corps environnants. Le confort thermique dépend
donc de paramètres objectifs tel que :
- La température de l’air
- L’humidité de l’air
- La vitesse du vent
- La température radiante des corps environnants [3]
Dans les applications industrielles, l’on peut être amené à maintenir la température du local
technique à une température pour la pérennité des équipements.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
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2.1.2. Notion de bilan thermique
Le bâtiment à climatiser est chauffé par les déperditions thermiques des armoires et tableaux
électriques, par les murs, le toit ou la terrasse, l’éclairage et les individus pour les applications
tertiaires. La machine frigorifique à mettre en place aura donc pour rôle d’évacuer au fur et à
mesure la chaleur totale produite par chacun des éléments. Afin de connaitre l’unité de
climatisation à mettre en place, il est impératif de déterminer les diverses chaleur y compris leurs
compensations [3]
.
De manière globale, on classe les charges thermiques d’un local en deux grandes catégories :
- Les charges externes et
- les charges internes.
2.1.3. Les machines frigorifiques
La machine frigorifique à compression de vapeur est composée de quatre opérations principales.
La compression, la condensation, la détente, la vaporisation
2.1.4. Le compresseur
Il aspire le fluide frigorigène gazeux (à bas niveau de température et de pression) issu de
l’évaporateur, le comprime à un niveau plus haut de température et de pression puis le refoule vers
le condenseur [6]
.
2.1.5. Les condenseurs
C’est un échangeur de chaleur qui va permettre l’évacuation de la chaleur contenue dans le fluide
frigorigène gazeux issu du compresseur en le liquéfiant. Cette condensation (liquéfaction) est
obtenue par le refroidissement du fluide frigorigène gazeux à pression constante par un médium
qui peut être de l’eau ou de l’air. On distingue :
- Les condenseurs à air (Aérocondenseur)
- Les condenseurs à eau
2.1.6. Les détendeurs
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
12
Il permet de réduire la pression du fluide frigorigène liquide (création de pertes de charge) issu du
condenseur avant son introduction dans l’évaporateur dans le but de permettre sa vaporisation à
basse température dans l’évaporateur.
2.1.7. Les évaporateurs
C’est un échangeur de chaleur dans lequel le fluide frigorigène liquide à bas niveau de température
et de pression va absorber la chaleur du milieu à refroidir (air ou eau) à pression constante
devenant ainsi gazeux. Cette absorption de chaleur s’effectue en deux étapes (Evaporation du
fluide liquide, surchauffe des vapeurs issues de l’évaporation). On distingue :
- Les évaporateurs à air
- Les évaporateurs à eau
2.2. Ventilation
C’est l’ensemble des procédés visant à conditionner l’air d’un local en agissant sur la vitesse et le
débit de l’air. Dans ces procédés, on distingue l’insufflation et l’extraction. Il sera possible d’agir
sur ce procédé pour maintenir la pressurisation des salles des tableaux à 60Pa.
2.3. Chauffage
C’est le processus réversible de la climatisation. L’objectif ici est de réchauffer le local. Certains
systèmes sont réversibles et donc peuvent jouer le rôle de climatiseur en Eté puis le rôle de
chauffage en hiver. Ce processus n’entre pas dans le cadre des activités de notre projet.
2.4. Les différents types de climatisation
La classification des systèmes de climatisation comprend :
Les climatiseurs individuels. Ce sont des appareils monoblocs ou bi-blocs (split-system)
à détente directe c’est-à-dire que le froid est produit dans l’unité de climatisation placée
dans le local à climatiser. Ils sont employés généralement dans les secteurs tertiaires et
résidentiels. Parmi ceux-ci, on compte :
- Les climatiseurs air/air;
- Les climatiseurs à condensation à eau;
- Les centrales autonomes à condensation par air ou par eau;
- Les monoblocs roof-top.
La climatisation centralisée ou semi-centralisée « tout air ». Dans ce cas de figure, une
CTA est associée à 4 réseaux d’air : un pour l’amenée d’air neuf, un second pour la
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
13
reprise de l’air du local, un troisième pour le soufflage de l’air de mélange et un dernier
réseau pour l’extraction de l’air. Cette famille regroupe :
- Les systèmes centralisés à débit d’air constant ;
- Les systèmes semi-centralisés à débit d’air constant ;
- Les systèmes tout air à débit variable ;
- Les unités terminales de traitements d’air.
- La climatisation centralisée ou semi-centralisée « tout eau ». Dans ce modèle, des
groupes refroidisseurs de liquide produisent de l’eau glacée qui est acheminée vers les locaux à
climatiser par l’intermédiaire d’un réseau hydraulique ; la diffusion de l’air frais étant assurée par
les ventilo-convecteurs, les unités terminales, les planchers rafraichissants et les poutres froides.
La climatisation décentralisée sur boucle d’eau. Un évaporateur eau/air puise les frigories
nécessaires à la climatisation du local sur une boucle d’eau glacée commune.
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14
CHAPITRE II : PROJET SONARA - LES INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE,
DE VENTILATION ET DE CLIMATISATION
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
15
1. LES SOLUTIONS HVAC POSSIBLE POUR LES RAFFINERIES DE PETROLE
Ces solutions dépendent des standards de climatisation de chaque entreprise de raffinage. Le
standard que nous utilisons dans le cadre de ce projet est le standard de TOTAL [8]
1.1.Production frigorifique centralisée
Elle consiste à produire du froid grâce à une seule unité extérieure, ensuite de faire une
distribution dans des locaux travers des réseaux de gaine. Cette unité peut être soit à détente
directe (On parle aussi des ROOFTOP), soit avec des groupes d’eau glacée.
L’eau glacée est produite et ensuite envoyée vers l’échangeur à tube de la centrale. Un ventilateur
permettra un échange de frigorie entre l’air et l’eau glacée. L’air frais est donc envoyé au local à
travers un réseau de gaine.
La détente directe consiste à produire du froid grâce à un circuit frigorifique classique composé
d’un ou plusieurs compresseurs, d’un évaporateur, d’un détendeur et d’un condenseur. En
fonction des applications du site industriel, on peut être amené à installer des systèmes
personnalisés avec ou sans récupération de calories.
1.1.1. Sans récupération de calorie
C’est le cas le plus simple. L’hélicoïde du condenseur incorporé dans la centrale permet un
échange de calorie entre le fluide frigorifique et l’air extérieur. La chaleur transmise à l’air
extérieur est donc perdue,
Figure 2: Production centralisée sans récupération de calorie
Conduite de
soufflage
Aerocondenseur
Detendeur
Evaporateur
Compresseur
Soufflage
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1.1.2. Avec récupération de calorie
Ce cas est utilisé dans les sites nécessitant de l’eau chaude. Il est donc possible de récupérer des
calories sur l’eau sortant de l’échangeur à plaque qui joue le rôle de condenseur comme indique la
figure ci-dessous.
Figure 3: Production centralisée avec récupération de calorie
1.2.Production frigorifique Indépendante
Cette production fait allusion à une production autonome de froid communément appelée armoire
de climatisation. Elles sont installées directement dans le local à climatiser cependant en fonction
des applications et des contraintes liées au site, avoir l’unité de condensation à l’intérieur du local
ou à l’extérieur.
1.2.1 Avec condenseurs avec refroidissement à l’eau industrielle ;
Dans ce procédé, le condenseur est intégré dans l’armoire de climatisation située dans le local. Ici,
l’unité de condensation est remplacée par un échangeur à plaque. Un transfert de calorie de l’eau
froide issu du process industriel vers le fluide frigorifique permet la condensation de ce dernier. Il
faut noter que la présence d’une ATEX dans la raffinerie peut imposer ce type de système mais à
condition qu’il y ait de l’eau à basse température disponible.
E-10
Conduite de
soufflage Echangeur à
plaque
Detendeur
Soufflage
Eau à
température
ambiante
Pompe à eau
Chauffage d’appoint
Eau chaude
Compresseur
Evaporateur
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17
Figure 4: Production indépendante avec refroidissement des condenseurs par l'eau industrielle
1.2.1. Avec liaison frigorifique aux aérocondenseurs situés à l’extérieur;
Les condenseurs sont situés à l’extérieur du local à climatiser. En fonction des contraintes du site,
ces condenseurs peuvent être placés soit sur le sol, soit en toiture. Selon que l’on se trouve en zone
probable ATEX, on disposera les condenseurs en toitures dans un local abrité.
Figure 5: Production indépendante avec liaison frigorifique aux aérocondenseurs
Reprise d’airDetendeur
Evaporateur
Compresseur
Soufflage
Accessoire
de soufflage
frontal
Eau industrielle
Reprise d’air
Aerocondenseur
Detendeur
Evaporateur
Compresseur
Soufflage
Accessoire
de soufflage
frontal
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18
2. ETUDES PRELIMINAIRES
2.1.Contraintes liée aux postes
Dans le cadre de ce projet, plusieurs contraintes seront à considérer. Il s’agit de :
Le Génie Civil : Les retombées de poutres dans les salles des tableaux limitent
le déploiement du réseau de gaine.
Le cahier des charges : L’accès des gaines et conduits de climatisation se fait
par les cotes des bâtiments. De plus, les unités extérieures de climatisation du
poste P2 seront installées uniquement en toiture.
Le budget : Certains lots du projet ont été mal chiffrés à l’origine de l’affaire.
Une bonne optimisation financière sur les installations HVAC permettra
d’améliorer le résultat économique du marché.
2.2.Critères de choix du système
Plusieurs critères de choix nous permettent de prendre une décision sur le système HVAC de notre
projet :
Critères financier : C’est le critère le plus important dans cette phase du projet. Parmi
les solutions possibles, des consultations et demande de prix sont faites auprès des
fournisseurs. Un tableau comparatif permet de donner un avis favorable (provisoire à la
solution)
Critères techniques: La solution doit être facile à installer et répondre au Cahier des
Clauses Particulières (CCP).
Délai de livraison : Pour la maitrise de nos couts, le planning de notre projet doit être
contrôlé. Ce contrôle dépend des dates d’approvisionnement des matériels (dans le
planning) et des délais de livraison proposés par le fournisseur HVAC.
2.3.Méthodes
Plusieurs méthodes de calcul existent pour le calcul du bilan thermique. On note la méthode
du choix arbitraires des puissances, la méthode des surfaces, les méthodes simplifiées, les
méthodes détaillées. Le Cahier des charges Particulières (CCP) précise que les bilans
thermiques doivent être basés sur la méthode de carrier ou équivalent.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
19
Dans notre étude, nous nous sommes intéressés à la méthode détaillée dont la mise en œuvre
est aisée et adaptée à notre cas. Ainsi nous avons produit une feuille de calcul Excel basé sur
les informations météorologiques (Ensoleillement sur les façades et sur le plan horizontal,
heure de calcul, Mois de calcul etc..) publiées par l’IEPF [5]
.
Comme vu précédemment, les installations sont sous influence des charges du tableau ci-
dessous.
Tableau 9: Calcul des charges de climatisation [5]
Type de charge Expression littérale Observations
Apport de
chaleur par
conduction à
travers les
parois
Qstr = K . S . ∆θ
K = coefficient de transmission de la paroi ou
vitrage considéré en w/m2°C
S = Surface de la paroi ou de la fenêtre considérée
en m²
∆θ = différence de température entre les deux
façades de la paroi considérée.
Apport de
chaleur par
rayonnement
solaire à travers
les parois
Qsrm = α . F . S . Rm
α = coefficient d’absorption de la paroi recevant
le rayonnement
S = surface de la paroi en m²
F = facteur de rayonnement solaire
Rm = rayonnement solaire absorbé sur la surface
du mur en W/m²
Apport de
chaleur par
rayonnement
solaire sur les
vitrages
QSRv = α. G . S . Rv
α = coefficient d’absorption du vitrage
g = facteur de réduction est fonction du mode de
protection de la fenêtre contre le rayonnement
solaire
S = surface vitrée (m²)
Rv = intensité du rayonnement solaire sur les
vitrages W/m² ; elle est définie de la même
manière que Rm et est donnée par le même
tableau 1.14 dans la colonne «v»
Apport de chaleur
par
renouvellement
d’air et infiltration
Qer = qr . (θe-θi) . 0.33 (W)
Qer = qv . (ωe-ωi) . 0.84 (W)
qv = débit d’air extérieur de renouvellement
[m3/h]
θe = température extérieure de base
θ i = température intérieure de base ωe = teneur
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en eau de l’air extérieur g/kg air sec
ωi = teneur en eau de l’air intérieur g/kg air sec
Apport de
chaleur
par les
occupants
QSoc = n . CSoc (W) QLoc = n . CLoc
n = nombre d’occupants
CSoc = chaleur sensible des occupants
(W) ;
CLoc = chaleur latente des occupants (W) ;
Ces apports ne sont pas pris en compte
dans les bilans thermiques des postes électriques
P2 et P105.
Apport de chaleur
par l’éclairage
QSecl. = 1,25 P (W) P = puissance de la lampe [W]
Apport de chaleur
par l’effet joule
des tableaux et
matériels
électriques
les constructeurs de chaque appareil nous donnent
les déperditions thermiques. Par ailleurs, pour les
armoires électriques câblées, les déperditions sont
calculées et sont indispensables pour l’évaluation
des charges thermiques totales
Charge
thermique totale
Somme de toutes les
charges ci-dessus
NB:
1. Charges Externes sont produites par :
Les conditions climatiques (Températures extérieures et intérieures, humidité
relatives et position géographiques)
Les apports de chaleur par transmission à travers les parois extérieures (Murs, toit,
plafond, planché) et les vitrages.
2. Un coefficient de sécurité s’applique pendant le choix de la puissance normalisée de l’unité
de climatisation. En effet, nous devons avoir un coefficient de sécurité de 5% [5]
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
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2.4.Présentation des sites (Postes électriques P2 et P105)
Les postes électriques à construire P2 et P105 sont situés à l’intérieur de la raffinerie SONARA.
Ces derniers abritent les transformateurs de puissance, des tableaux et armoires électrique, des
cellules, des batteries tous repartis entre le rez-de-chaussée et le R+1.
2.4.1. Le poste P2
Ce poste est une extension du poste existant P1. Situé entre le laboratoire de la raffinerie et la
route D. Le tableau ci-dessous présente les dimensions de ce poste.
Tableau 10: Caractéristiques du poste P2
L(m) l (m) S (m2) H (m)
Poste P2 29.5 24.2 713.9 6
Salle des tableaux 29.5 14.5 430 4
Salle des câbles 29.5 14.5 430 2
Local batteries de condensateurs 5.3 4 21.2 6
Local armoire groupe électrogène 5 2.7 13.5 6
Les équipements de ce poste sont repartis dans les locaux suivants :
- Salle des câbles
- Salle des tableaux
- Local batterie de condensateurs
- Local Armoire Groupe électrogène
- Local banc de charge
- Local transformateurs TRE/P1, 12MVA, 20KV/5.5KV
- Local transformateurs TRC/P2, 10MVA, 20KV/5.5KV
- Local transformateurs TRE/P2, 10MVA, 20KV/5.5KV
- Local transformateurs TRC1/P2, 1250KVA, 5.5KV/0.41KV
- Local transformateurs TRE1/P2, 1250KVA, 5.5KV/0.41KV
- Local transformateurs TRC2/P2, 1600KVA, 5.5KV/0.41KV
- Local transformateurs TRE2/P2, 1600KVA, 5.5KV/0.41KV
Ci-dessous les vues en plan et en coupe (Détail à l’annexe 1)
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
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2.4.2. Le poste P105
Situé prêt de la torche, ce poste est isolé entre la route J et la route 3 de la raffinerie SONARA. Le
tableau ci-dessous nous donne les dimensions exactes du poste.
Tableau 11: Caractéristiques du poste P105
L(m) l (m) S (m2) H (m)
Poste P05 10.5 9.5 99.75 5.70
Salle des tableaux 10.5 7 73 3.5
Salle des câbles 10.5 7 73 1.8
Ci-dessous les vues en plans et en coupe (détail à l’annexe 1)
Ha
ut
SALLE DES
TABLEAUX
SALLE DES
CABLES
TABLEAUX
TN
6,0
0 m
4,0
0m
0,5
0
m
SALLE DES TABLEAUX
LOCAL GROUPE
ELECTROGENE
ARMOIRE GE
BANC DE CHARGE
SAS
BATTERIES DE
CONDENSATEUR
TRANSFO
TRC/P2
TRANSFO
TRE/P2
TRANSFO
TRE2/P2
TRANSFO
TRC2/P2
TRANSFO
TRE1/P2
TRANSFO
TRC1/P2
TRANSFO TRE/P1
24.200 m
29
,50
0m
Figure 7: Vue en plan salle des Tableaux Poste P2 Figure 6: Vue en Coupe du poste P2
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
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Les équipements de ce poste sont repartis dans les locaux suivants :
- Salle des câbles
- Salle des tableaux
- Local transformateurs TRE1/P105, 1250KVA, 5.5KV/0.41KV
- Local transformateurs TRC1/P105, 1250KVA, 5.5KV/0.41KV
2.5.Résultats
2.5.1. Les bilans thermiques
Les résultats des bilans thermiques des postes électriques, effectués à partir de notre propre feuille
de calcul, et vérifiée avec la feuille de calcul KEMAJOU, sont rassemblés dans les tableaux ci-
dessous. (Détails des calculs dans l’annexe 3).
Deux éléments ont été indispensables dans l’élaboration des charges thermiques totales de nos
postes. Il s’agit des déperditions thermiques des armoires, coffrets et cellules (Voir détails en
l’annexe 2) et les conditions climatiques du site.
Conditions climatiques de calcul
Ha
ut
SALLE DES
TABLEAUX
SALLE DES
CABLES
TABLEAUX
TN
5,7
0 m
3,5
0m
0,5
0
m
Ha
ut
Ha
ut
Ha
ut
TRANSFO
TRC1/105
TRANSFO
TRE1/105
SALLE DES
TABLEAUX
10,50 m
9,5
0 m
Figure 8: Vue en plan salle des tableaux poste P105 Figure 9: Vue en coupe Poste P105
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
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Tableau 12: Conditions climatiques de calcul
Ville Limbé
Latitude : 4°N
Température sèche 32°C
Température de bulb humide 29
Humidité relative 80%
Mois et heure de référence Février à 13h
Conditions
intérieures
Température 25°C
Humidité 50%
Charges thermiques totales des postes électriques P2 et P105
Tableau 13: Résultats des bilans thermiques des postes
Puissances
frigorifiques
(KW)
Ratio
(W/m2)
Action
POSTE P2
Salle des tableaux 87 202 C
Local batteries de condensateurs 11,3 534 VM
Local armoire GE 4 308 VM
Salle des câbles 0 0 VN
POSTE
P105
Salle des tableaux 13 172 C
Salle des câbles 0 0 VN
C: Climatisation; VM: Ventilation mécanique; VN: Ventilation naturelle
Le tableau ci-dessus nous montre que seules les salles des tableaux seront climatisées. En
admettant que le dimensionnement des câbles tienne compte des contraintes de température, nous
prévoyons simplement une ventilation naturelle de ces locaux.
Il faut noter que les déperditions thermiques des armoires, coffrets et cellules électriques
représentent 75% des bilans thermiques totaux des locaux. Dans les bilans ci-dessus, la puissance
frigorifique par unité de surface est très élevée.
Le plancher haut de la salle des tableaux est isolé et donc annule les déperditions thermiques sur
cette paroi du bâtiment. Les résultats ci-dessus ont été obtenus en tenant compte que tous les murs
sont coupe-feu, et constitué de parpaing de 20mm, d’enduits.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
25
2.5.2. Les débits de soufflage
Tableau 14: Débits et température de soufflage dans les salles des tableaux
Locaux Débit de
soufflage (m3/h)
Température
POSTE P2 Salle des tableaux 25500 15°C,
POSTE P105 Salle des tableaux 3824 15°C,
Le tableau ci-dessus nous donne les débits de soufflage. Le débit de la salle des tableaux du poste
P2 étant élevé, la section de la conduite principale de soufflage le sera aussi.
Nous n’avons pas prévu de climatisation pour les locaux armoires GE et Batteries de
condensateurs. Ceci pour la simple raison du fait que cette option n’a pas été vendue au client
SONARA pendant la réponse à l’appel d’offre. Par contre, nous prévoyons une ventilation
mécanique couplée à un traitement d’air dimensionné à un volume à l’heure (1V/h) pour chaque
local.
Pour les salles des câbles, les bilans de puissance et le dimensionnement des câbles ont été
effectués dans le respect des normes en vigueur par le bureau d’ingénierie agréé par la SONARA.
Il est donc prévu dans notre projet de faire des réservations sur la structure de génie civil afin de
provoquer et de favoriser une ventilation naturelle de ces locaux.
2.5.3. Les solutions choisies
Le choix des solutions HVAC pour nos postes électriques dépend des critères énumérés plus haut
dans ce chapitre. Par contre, pour notre projet le critère financier est le plus important en phase
d’étude approfondie et réalisation. Ce critère est évalué avec des offres de prix des fournisseurs
HVAC que nous avons consultés. Les solutions consultées sont : la climatisation centrale par eau
glacée, la climatisation centrale à détente directe (Rooftop), la climatisation indépendante des
armoires de climatisation autonome.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
26
Critère financier
Tableau 15: Comparaison financière des solutions par rapport au budget disponible
SOLUTION MONTANT DE
CONSULTATION BUDGET PREVU MARQUE
Production Eau glacée 46 731 €
39 723 €
AIRWELL
Rooftoop 29 750 € CARRIER
Armoire de climatisation 32 370 € AIRWELL
La solution à eau glacée est largement au dessus de notre budget. Cette solution n’est donc pas
prioritaire pour la suite de la sélection.
Critère technique
En plus du critère financier, le critère technique nous permet non seulement de répondre aux
exigences du CCP mais aussi d’évaluer la faisabilité. Nous prenons en compte uniquement les
deux autres systèmes.
Tableau 16: Comparaison technique des solutions HVAC possible en raffinerie
SYSTEME AVANTAGES INCONVENIENTS
ROOFTOP
Gestion autonome du débit
l’insufflation et la reprise
d’air
Nécessité d’une GRUE pour
la manutention
Diamètre de gaine principale
très élevé
Difficulté de mise en œuvre
du réseau de gaine
ARMOIRE DE CLIM
Contrôle de l’humidité
relative en temps réel
conformément au CCP
Puissance frigorifique et
débit de soufflage limités
Manutention aisée a l’aide
d’un Manitou
Armoire complètement
autonome avec possibilité de
prise d’air neuf
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Possibilité d’encastrer les
liaisons frigorifiques aux
aérocondenseurs situés à
l’extérieur
Problème d’encombrement
des unités intérieures dans les
postes.
Suite aux critères ci-dessus, la solution retenue et validée par le maitre d’ouvrage, le maitre
d’œuvre (Ingénierie) est la SOLUTION DES ARMOIRES AUTONOMES DE
CLIMATISATION.
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28
CHAPITRE III : MISE EN ŒUVRE DES INSTALLATIONS HVAC DU PROJET
DES POSTES ELECTRIQUES - SONARA
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29
1. MISE EN ŒUVRE DU POSTE ELECTRIQUE P2
1.2. Schéma de principe aéraulique et hydraulique
Ce schéma de principe montre la manière dont nous allons effectuer les opérations de
climatisation et ventilation dans ce poste électrique. Comme précise dans les chapitres précédents,
les armoires de climatisation autonomes sont connectées aux aérocondenseurs situés en toiture par
le biais des liaisons frigorifiques.
Pour des raisons d’encombrement, de cout et puissance thermique totale disponible, nous avons
choisit d’utiliser trois (3) armoires de climatisation de puissance identiques pour vaincre
l’ensemble des charges thermiques du poste. Ci-dessous les caractéristiques des armoires de
climatisation. (Détail à l’annexe 4)
Figure 10: Aérocondenseur AIRWELL UC73A Poste P2
Figure 11: Armoire de clim AIRWELL X4650AR Poste P2
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
30
Caractéristiques Armoire de climatisation
Tableau 17: Caractéristiques des armoires de climatisation du poste P2 [1]
Reference Armoire marque AIRWELL X4650
Type d’alimentation 3N 400V – 50Hz
Modèle X AR
Fonction principale Froid + Ventilation standard
Débit nominal de soufflage 9000 m3/h
Débit maximal de soufflage 10800 m3/h
Puissance absorbée nominale 17/19 KW
Intensité nominale 32/37 A
Intensité maximale 43/48 A
Calibre de fusible aM 50 A
Section de câble 10 mm2
Chaque armoire de climatisation comporte deux circuits frigorifiques indépendants. Ce qui permet
le fonctionnement à court cycle des compresseurs frigorifiques. Nous avons donc six (6)
aérocondenseurs pour trois (3) armoires de climatisation. Nous aurons un débit nominal de
9000m3/h pour chaque armoire ce qui donne théoriquement un débit maximal nominal de
27000m3/h.
Caractéristiques des aérocondenseurs
Tableau 18: Caractéristiques des aérocondenseurs du poste P2 [1]
Reference condenseur marque AIRWELL UC 73
Type d’alimentation 3N 400V – 50Hz
Modèle X AR
Débit nominal de soufflage 7000 m3/h
Débit maximal de soufflage 7000 m3/h
Puissance absorbée nominale 0.58 KW
Intensité nominale 1.7 A
Intensité maximale 1.8 A
Section de câble 1.5 mm2
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
31
Ci-dessous, le schéma de principe.
Figure 12: Schéma de principe Clim poste P2
1.3. Choix des équipements HVAC et Plan d’implantation
Cette implantation montre la manière dont les équipements de climatisation sont disposés dans le
local. Il s’agit également de l’implantation des équipements de régulation et d’instrumentation.
Plusieurs règles ont été mises en évidence dans la méthode d’implantation des équipements
HVAC à savoir :
- Toute traversée latérale des murs (vers l’extérieur) doit être munie d’un clapet coupe feu 2
heures.
- Aucune remontée verticale directe vers le plancher haut (Dalle en béton) ne doit être faite.
Ces situations peuvent détériorer le dispositif d’étanchéité mis en place.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
32
Un dégagement doit être prévu autour des armoires de climatisation afin de faciliter les
raccordements hydraulique, électriques et aéraulique. Voir le plan d’implantation à l’annexe 5. Ci-
dessous en Annexe 7 la liste des accessoires HVAC choisie pour les installations de ce poste.
1.4. Principe d’instrumentation
Dans le respect des règles ci-dessus citées, plusieurs équipements ont été choisis. Ce choix dépend
également de l’alimentation des coffrets HVAC en énergie électrique. Ci-dessous la liste des
accessoires HVAC permettant à nos installations de répondre aux exigences du CCP, mais aussi
de respecter les standards TOTAL E&P relatifs aux installations HVAC dans les raffineries.
- Les clapets coupe-feu 2H
Ils sont installés à chaque traversée du mur vers l’extérieur. Ils sont donc munis de deux contacts
TOR (NF et NO) qui changent d’état en cas d’incendie (Température ≥70°C).
- Les manostats différentiels
Ils sont installés dans les salles des tableaux de chaque poste électrique. Ils sont munis de deux
sondes de pression (Extérieur et intérieur au poste) et d’un contact TOR (NO) dont l’état dépend
de la différence de pression de consigne.
- Hygrostat
Ils sont directement incorporés dans les armoires autonomes de climatisation. Ils ont pour rôle de
mesurer le degré d’humidité relative dans les locaux. En fonction de la valeur mesurée, un ordre
d’humidification ou de déshumidification est donné au système.
1.5. Automatisme du système
1.5.1. Logigramme d’automatisme
Les automatismes ont un rôle incontournable dans la gestion de nos installations de climatisation.
Pour des raisons de coût et de simplicité de système, nous avons utilisé la logique séquentielle. La
figure ci-dessous nous donne le fonctionnement de l’automatisme.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
33
1.5.2. Schéma d’algorithme de régulation
La régulation dans notre cas consiste ici à synchroniser les compresseurs, les ventilateurs de
soufflage, les hélicoïdes des condenseurs en fonction de caractéristiques de l’air du local tels que
l’hygrométrie, la température sèche, la température de bulbe humide, le pressostat de sécurité
(haute et basse pression du fluide frigorigène).
A notre demande, le constructeur AIRWELL livrera des armoires sur mesure. Ces armoires,
complètement autonomes devraient fonctionner selon le schéma de régulation.
DEBUT
Coffret HVAC sous
tension
Test Défaut clim
Test incendieFermeture des
CLAPET
Mise hors tension de
l’installation
Ouverture des
CLAPET
Ouverture des
registres d’air neuf
Demarrage des
Ventilateurs d’Air neuf
Demarrage armoires
de clim
Test pression
Ouverture des
registres d’extraction
Fermeture des
registres d’extraction
FIN
Standby Clim
Reparation et
aquitement defaut
Mise sous tension
Oui
Non
ON/START
DP≥ 60 Pa
DP< 60 Pa
Oui
Non
Arrêt des Ventilateurs
Air neuf
Fermeture de RGM
OFF/STOP
Figure 13: Logigramme d'automatisme Poste P2
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
34
1.5.3. Position des dispositifs de sécurité
Le tableau ci dessous nous donne l’état des dispositifs de sécurité en fonction de l’état du système.
Tableau 19: Position des dispositifs de sécurité
Etat du système Instruments et Dispositifs de sécurité
aérauliques/électriques Ouvert Fermé
Système à l’arrêt
CCF 2H X
RGM X
Manostat différentiel X
Disjoncteur puissance 400VAC X
Disjoncteur Commande 48VCC X
Thermostat de sécurité < θ < X
Pressostat sécurité BP<P<HP X
Système en état de
fonctionnement
normal
CCF 2H X
RGM X
Manostat différentiel (1) X X
Disjoncteur puissance 400VAC X
Disjoncteur Commande 48VCC X
Thermostat de sécurité < θ < (1) X X
Pressostat sécurité BP<P<HP (1) X X
Système en état
d’incendie
CCF 2H X
RGM X
Manostat différentiel X
Disjoncteur puissance 400VAC X
Disjoncteur Commande 48VCC X
Thermostat de sécurité < θ < X
Pressostat sécurité BP<P<HP X
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
35
1.6. Schéma du coffret électrique
Le coffret permettra non seulement de faire des raccordements électriques de puissance et de
commande des équipements, mais aussi servira de panneau de commande du système HVAC. Les
alimentations disponibles pour le raccordement sont :
- Puissance 400Vac + T
- Commande 48 Vcc
L’annexe 6 nous donne le schéma unifilaire du coffret électrique.
2. MISE EN ŒUVRE DU POSTE ELECTRIQUE P105
2.1.Schéma de principe aéraulique et hydraulique
Ce schéma de principe montre la manière dont nous allons effectuer les opérations de
climatisation et ventilation dans ce poste électrique. Comme précise dans les chapitres précédents,
les armoires de climatisation autonomes sont connectées aux aérocondenseurs situés au sol (Sur
une dalle de béton) par le biais des liaisons frigorifiques.
Nous avons choisi d’utiliser une armoire de climatisation de puissance pour vaincre l’ensemble
des charges thermiques du poste. Ci-dessous les caractéristiques des armoires de climatisation.
Voir détail à l’annexe 4
Caractéristiques Armoire de climatisation
Figure 14:Armoire de clim AIRWELL X1900AR Poste 105
Figure 15: Aérocondenseur AIRWELL UC53A Poste 105
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
36
Tableau 20: Caractéristiques des armoires de climatisation du poste P105 [1]
Reference Armoire marque AIRWELL X1900
Type d’alimentation 3N 400V – 50Hz
Modèle X AR
Fonction principale Froid + Ventilation standard
Débit nominal de soufflage 3200 m3/h
Débit maximal de soufflage 3800 m3/h
Puissance absorbée nominale 7.3 KW
Intensité nominale 14.1/16.4 A
Intensité maximale 21/24 A
Calibre de fusible aM 25 A
Section de câble 5 x 2.5 mm2
Contrairement au poste P2, la charge thermique totale nous permet d’avoir une seule unité
intérieure pour une unité extérieure. De même, nous n’avons qu’une seule liaison frigorifique dans
ce cas.
Caractéristiques des aérocondenseurs
Tableau 21:Caracteristiques des aérocondenseurs du poste P105 [1]
Reference condenseur marque AIRWELL UC 53
Type d’alimentation 3N 400V – 50Hz
Modèle X AR
Débit nominal de soufflage 5000 m3/h
Débit maximal de soufflage 5000 m3/h
Puissance absorbée nominale 0.295 KW
Intensité nominale 1.6 A
Intensité maximale 2 A
Section de câble 5 x1.5 mm2
Ci-dessous, le schéma de principe
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
37
2.2.Choix des équipements HVAC et Plan d’implantation
Cette implantation montre la manière dont les équipements de climatisations sont disposés dans le
poste électrique P105. Il s’agit également de l’implantation des équipements de régulation et
d’instrumentation comme nous l’avons fait précédemment avec le poste P2. Plusieurs règles ont
été mises en évidence dans la méthode d’implantation des équipements HVAC à savoir :
- Toute traversée latérale des murs (vers l’extérieur) doit être munie d’un clapet coupe feu 2
heures.
- Aucune remontée verticale directe vers le plancher haut (Dalle en béton) ne doit être faite.
Ces situations peuvent détériorer le dispositif d’étanchéité mis en place.
- Un dégagement doit être prévu autour des armoires de climatisation afin de faciliter les
raccordements hydraulique, électriques et aéraulique.
- Pas d’exigence pour la pose des unités extérieures.
Ci-dessous en annexe 5 le plan d’implantation et en annexe 7 la liste des accessoires HVAC
choisie pour les installations de ce poste.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
38
2.3.Principe d’instrumentation
Dans ce poste, le principe d’instrumentation est identique à celui du poste précèdent P2. Les
matériels ci-dessous sont utilisés et fonctionnent de la même manière que dans le cas du poste P2.
- Clapet coupe-feu 2H
- Hygrostat
- Manostat différentiel
2.4.Automatisme du système
2.4.1. Logigramme d’automatisme
Le principe d’automatisme est quasi-identique à celui du poste électrique P2. A la seule différence
qu’il n’y a pas de ventilateur. Ci-dessous le logigramme d’automatisme du poste.
DEBUT
Coffret HVAC sous
tension
Test Défaut clim
Test incendieFermeture des
CLAPET
Mise hors tension de
l’installation
Ouverture des
CLAPET
Ouverture des
registres d’air neuf
Demarrage armoires
de clim
Test pression
Ouverture des
registres d’extraction
Fermeture des
registres d’extraction
FIN
Standby Clim
Reparation et
aquitement defaut
Mise sous tension
Oui
Non
ON/START
DP≥ 60 Pa
DP< 60 Pa
Oui
Non
Fermeture de RGM
OFF/STOP
Figure 16: Logigramme automatisme Poste P105
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
39
2.4.2. Schéma d’algorithme de régulation
Comme dans le poste P2, cette armoire, complètement autonomes devrait fonctionner selon le
schéma électrique de régulation .
2.4.3. Tableau des positions des dispositifs de sécurité
Les dispositifs de sécurité et de régulation utilisés dans ce poste sont identiques à ceux du poste
P2. Leur fonctionnent reste par conséquent le même. (Cf Tableau 18)
2.5.Schéma du coffret électrique
Principe identique à celui du poste P2, ce coffret servira de panneau de commande du système
HVAC. Les alimentations disponibles pour le raccordement sont :
- Puissance 400Vac - 3PH + T
- Commande 48 Vcc - 2P+ T
L’annexe 6 nous donne le schéma unifilaire du coffret électrique du poste P105.
3. PREPARATION ET REALISATION DES TRAVAUX
2.6.Coût global des installations HVAC
Le coût global des installations HVAC se décompose comme décrit ci-dessous :
- Les armoires autonomes de climatisation ;
- Les accessoires de régulation, d’instrumentation et des connectiques ;
- Le coffret électrique de commande.
Les tableaux de l’annexe 7 nous donnent des détails sur le montant global de ce Lot HVAC.
Tableau 22: Coût du lot HVAC des postes P2 et P105
Armoires de
Climatisation
Accessoires de
régulation HVAC
Coffret électrique
HVAC
Poste P2 et Poste 105 31229€ 5894€ 1680€
TOTAL 38803€
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
40
Le coût du coffret électrique inclus les équipements de commande, les accessoires de câblage, les
câbles et l’enveloppe du coffret. Les armoires de climatisation inclus les accessoires que nous
avons prit en option (Accessoires départ gaine, accessoires prise d’air arrière d’air neuf, kit de
report de défaut d’alarme).
2.7.Planning de réalisation
Afin de rester dans le respect du planning général du projet, un découpage des lots HVAC en
plusieurs taches est nécessaire. Il faut noter qu’une estimation du temps de réalisation de chaque
tâche doit également être faite.
Le tableau ci-dessous nous donne ces estimations de la période de réalisations des tâches.
Tableau 23: Planning du lot HVAC
Taches Approvisionnement du matériel Test et
contrôle
Travaux
d’installation et de
montage
S25 S26 S27 S28 S29 S30 S31 S32 S33 S34 S35 S36 S37 S38 S39 S40 S41
P2 x x x x x x X x x x x x x x x x x
P105 x x x x x x X x x x x x x x x
Le tableau ci-dessus montre que les activités de pré-commissionning commencent une fois que le
matériel est présent sur site et ne se termine qu’à la fin des travaux. Le temps d’approvisionnement
est fixé par le fabricant/fournisseurs du matériel. Les temps d’installation ont été évalués grâce au
document nommé, Bible des temps de pose de l’entreprise Bouygues Congo.
2.8. Moyens humains
Afin de mener à bien les opérations de test, de precommissioning, de commissioning, et de mise
en service, nous avons prévu des besoins en ressources humaines dont le détail est présenté ci-
dessous.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
41
Tableau 24: Moyens humains nécessaires à la réalisation du lot HVAC
Nombre Qualification Spécialité Rôle
1 Ingénieur Energétique ou génie climatique Supervision
2 Techniciens Climatisation Câblage et installation des
équipements HVAC
2 Techniciens Electromécanique Installation et raccordement
du coffret électrique
Une collaboration directe avec l’entreprise de réalisation des travaux de génie civil est nécessaire
pour la préparation et l’ajustement des réservations.
2.9.Moyens logistiques
Afin de respecter nos engagements envers le client SONARA sur le travail dissimulé, nous avons
prévu la logistique ci-dessous.
Un Manitou : Il servira à la manutention des armoires de climatisations et des condenseurs depuis
le magasin de stockage jusqu’aux salles des tableaux.
Un transpalette : Il servira à la manutention des armoires de climatisation à l’intérieur des salles
des tableaux.
Deux échafaudages : Il servira à la réalisation des travaux en hauteur (intérieur et extérieur),
4. ELEMENTS SUPPORT AU PROJET QHSE
4.1.Plan Hygiene sécurité Environnement
Afin de rester dans la politique générale HSE définie, ce plan aura pour but d’inciter les
intervenants sur le chantier à contribuer à l’atteinte des objectifs d’hygiène de sécurité et
d’environnement ci-dessous.
Ce plan est commun à toutes les activités menées sur le chantier SONARA.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
42
Objectifs Santé
Il s’agira de :
Fournir un environnement de travail sain et conforme aux normes sanitaires les plus
strictes.
Permettre aux personnels mobilisés sur les projets de l’Entreprise de bénéficier d’une prise
en charge médicale en cas de problèmes de santé ou de situation d’urgence.
Engager le déploiement des secours en cas d’évacuation ou d’un rapatriement sanitaire
vers une structure médicale adaptée au Cameroun ou hors du Cameroun.
Mettre en place un programme de prévention Hygiène/Santé, axé sur des actions
d‘information et de sensibilisation relatives aux contextes local et professionnel
(Prévention des maladies professionnelles, postures de travail, risques santé au Cameroun,
…).
Objectifs Sécurité
Il s’agira de :
Assurer la protection des personnels mobilisés sur les sites de travail, dans tous les
domaines d’activités.
Mettre en œuvre une discipline et une méthodologie de travail adaptée, permettant de
réduire au maximum les risques liés aux dangers professionnels des activités de
l’Entreprise.
Objectifs Environnement
Il s’agira :
D’optimiser l’utilisation de nos ressources en d’énergie et maitriser la production et la gestion de
nos déchets.
De minimiser les impacts des activités de l’Entreprise sur l’environnement :
Mettre en place un système de classification des déchets.
Mettre en place un système de stockage des déchets.
Contracter un service d’enlèvements et de traitement auprès d’un prestataire agréé.
Veiller au respect de l’ordre sur les sites d’activités, et à leur état de propreté.
Gérer les pollutions accidentelles occasionnées par nos activités.
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
43
4.2.Les procédures QHSE
Afin d’atteindre ces objectifs HSE et de faire un contrôle qualité conformément aux normes en
vigueur (ISO 9001 : 2008 Système de management de la qualité et ISO 10006 : 2003 Systèmes de
management de la qualité - Lignes directrices pour le management de la qualité dans les projets,
les procédures ci-dessous ont été mise en place :
Procédure de Gestion des Risques
Procédure de Gestion du Personnel
Procédure d’Autorisation de Travaux
Procédure de Gestion des Produits Dangereux
Procédure de Contrôles et d’Inspections
Plan d’Urgence
Plan de Gestion des Déchets
Procédure de Prévention et de Gestion des Pollutions
Procédure de Notification et d’Enregistrement des Accidents et Incidents
Procédure d’Audit Interne
Procédure de gestion des NC / AC / AP
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
44
CONCLUSION
L’étude technique des installations sur le site de la SONARA à permis d’acquérir des données
fiables qui ont pu servir à l’évaluation des charges thermiques de chaque poste avec des
puissances moyennes surfaciques de l’ordre de 350 W/m² et 180 W/m² respectivement pour les
poste P2 et P105. Les deux solutions envisagées sont techniquement réalisables cependant du
point de vue énergétique et économique, la pose des armoires de climatisation avec liaison aux
aérocondenseurs en toiture reste la solution la plus avantageuse pour le site en état actuel.
Bien que le cahier des charges exige la pose des unités extérieures UC53 en toiture dans un local
abrité, et les difficultés d’encombrement des unités intérieures X4650AR/X1900AR, la
climatisation par armoire autonome est la meilleure solution pour notre projet. De plus, elle génère
les coûts d’investissements les plus bas, avec faible tuyauterie celle-ci étant limitée à celle
nécessaire à l’extraction des condensats de l’évaporateur. En tablant sur les travaux de réalisation
de la solution retenue, il faut noter que les cheminements des liaisons frigorifiques peuvent être
ajustés. Il sera donc un impératif de réaliser les plans et schémas à la fin des travaux. Ces plans
Tels Que Construit (TQC) permettront de constituer le Dossier des Ouvrages Exécutés
L’option de la climatisation centralisée, nécessite des coûts d’investissements élevés (l’installation
a été évaluée à 46000 d’Euros HT, soit le trois demi (3/2) du prix de la climatisation par armoire
autonome de climatisation)
Cependant la production centralisée deviendra avantageuse dans le cas d’une extension des
installations et d’une augmentation du nombre de locaux à climatiser, ce système étant plus adapté
pour la climatisation d’édifices multizones avec une plus grande flexibilité de méthodes
(possibilité d’installation de ventilo convecteurs alimentée par le réseau d’eau glacée).
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
i
BIBLIOGRAPHIE
[1] AIRWELL. (2013). Catalogue des produits.
[2] CARRIER. (2013). Catalogue des produits. Abidjan: MCT.
[3] Coulibaly, P. Y. (2011). Cours Thermique du batiment M1. 2iE.
[4] France-Air. (2013). Catalogue général. Airwell.
[5] J.CLAENS, Y. T. (s.d.). Efficacité énergétique de la climatisation en Afrique tropicale Tome I:
Conception des nouveaux bâtiments. IEPF.
[6] SEMPORE, J. F. (Octobre 2006). Cours Techniques frigorifiques. 2iE-Groupe EIER
ETSHER.
[7] SIDIBE, S. (2011). Cours de conditionnement d'air. Fondation 2iE.
[8] TOTAL-E&P. (2009). Chauffage, Ventilation et Climatisation. Total E&P.
[9] Z.LAVAN, S. W. (1999). Air refregeration and conditionning. CRC Press LLC.
Sites internet :
www.cnrs.fr, le 12/04/13
www.dimclim.fr;
www.carrier.com;
Logiciels :
AUTOCAD
DIMCLIM
PSYCHRODREAM
MS EXCEL
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
ii
ANNEXES
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
iii
Annexe 1 : Vue en Plan salle des tableaux (1/1)
Poste P2
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iv
Annexe 1 : Vue en Plan salle des tableaux (Suite et Fin 2/2)
Poste P105
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
v
Annexe 2 : Déperdition thermiques à l’intérieur des postes
Poste P2
Poste P105
P105
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
vi
Annexe 3: Bilan thermique Salle des tableaux des postes (1/2)
Poste P2
Lattitude 4°N Pays: Cameroun Ville: Limbe
SURFACE : 430 m² Mois de calcul:= Fevrier Heure de Calcul: = 13H
VOLUME : 1722 m3
Text = 32°C Hrext = 80%
HAUTEUR: 4 m Tint = 25°C Hrint = 50%
CHALEUR SENSIBLE
SURFACE : OUEST 0,00 x 0,00 = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : EST x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : NORD x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : SUD x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
TOTAL ENSOLEILLEMENT PAR LES VITRAGES : W
TRANSMISSIONS
Surface Delta K Coef K
MUR EXT NORD 118 x 5,00 x 2,09 = 1 233,10 W
MUR EXT SUD 118 x 5,00 x 2,09 = 1 233,10 W
MUR EXT EST 58,4 x 8,00 x 2,09 = 976,45 W
MUR EXT OUEST 52,6 x 8,00 x 2,09 = 879,47 W
PLANCHER 430,00 x 5,00 x 2,09 = 4 493,50 W
PLAFOND 430,00 x 8,00 x 2,09 = 7 189,60 W
VITRES VERTICALES 0 x 8,00 x 2,09 = - W
LANTERNAUX 0 x 8,00 x 2,09 = - W
INFILTRATIONS 0 x 8,00 x 2,09 = - W
16 005,22 W
TOTAL TRANSMISSIONS PAR LES PAROIS : 16 005 W
Surface Delta K Coef K
équivalent
MUR EXT OUEST 0 x 8,00 x 335,00 = - W
MUR EXT SUD 0 x 0,00 x 2,09 = - W
MUR EXT EST 58,4 x 8,00 x 2,09 = 976,45 W
MUR INT 0 x 0,00 x 2,09 = - W
TOITURE - x 8,00 x 2,09 = - W Isolée (k=0,7)
976,45 W
TOTAL ENSOLEILLEMENT PAR LES PAROIS : 976 W
GAINS INTERNES
OCCUPANTS 0,00 x 55,00 = - W
TABLEAUX ET DIVERS 63135,00 x 1,00 = 63 135,00 W
ECLAIRAGE 430,00 x 5,00 = 2 150,00 W
APPAREILS DIVERS 0,00 x 0,00 = - W
GAINS SUPPLEMENTAIRES x = - W
ACCUMULATIONS x = - W
SECURITE 960,00 x 0,10 = 96,00 W
65 381,00 W
TOTAL DES GAINS INTERNES : 65 381 W
ECHAUFFEMENT GAINES 0 0,00 x 0,00 = - W
AIR FRAIS 1 722,00 x 8,00 x 0,34 = 4 683,84 W
4 683,84 W
TOTAL DES PERTES ET AIR FRAIS : 4 684 W
TOTAL CHALEUR SENSIBLE : 87 047 W
CHALEUR LATENTE
INFILTRATION x = - W
OCCUPANTS 0,00 x 55,00 = - W
VAPEUR x = - W
APPAREILS DIVERS 0,00 x 1,00 = - W
GAINS SUPPLEMENTAIRES x = - W
DIFFUSION DE VAPEUR x = - W
SECURITE 0,00 x 0,10 = - W
- W
TOTAL CHALEUR LATENTE : W
BILAN THERMIQUE TOTAL : 87 047 W
puissance en w au m² 202 W
ENSOLEILLEMENT PAR LES PAROIS OPAQUES
DESIGNATION DU LOCAL : SALLE DES TABLEAUX
ENSOLEILLEMENT VITRES
APPORTS PAR LES PAROIS OPAQUES
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Etude et réalisation des installations HVAC des postes électriques P2 et P105 de la SONARA Limbe-Cameroun
vii
Lattitude 4°N Pays: Cameroun Ville: Limbe
SURFACE : 75,86 m² Mois de calcul:= Fevrier Heure de Calcul: = 13H
VOLUME : 265,52 m3
Text = 32°C Hrext = 80%
HAUTEUR: 3,5 m Tint = 25°C Hrint = 50%
CHALEUR SENSIBLE
ENSOLEILLEMENT VITRES
SURFACE : OUEST 0,00 x 0,00 = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : EST x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : NORD x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
SURFACE : SUD x = - m²
GAINS/ENSOLEILLEMENT 0,00 x 0,00 = - W
COEFFICIENT D'ECRAN SOLAIRE 0,00 x 0,00 = - W Store extérieur
AMORTISSEMENT HEURE 0,00 x 0,00 = - W
TOTAL ENSOLEILLEMENT PAR LES VITRAGES : W
TRANSMISSIONS
Surface Delta K Coef K
MUR EXT NORD 33,25 x 8,00 x 2,09 = 555,94 W
MUR EXT SUD 33,25 x 8,00 x 2,09 = 555,94 W
MUR EXT EST 36,75 x 5,00 x 2,09 = 384,04 W
MUR EXT OUEST 36,75 x 8,00 x 2,09 = 614,46 W
PLANCHER 39,86 x 0,00 x 2,09 = - W
PLAFOND 39,86 x 8,00 x 2,09 = 666,53 W
VITRES VERTICALES 0 x 8,00 x 2,09 = - W
LANTERNAUX 0 x 8,00 x 2,09 = - W
INFILTRATIONS 0 x 8,00 x 2,09 = - W
2 776,91 W
TOTAL TRANSMISSIONS PAR LES PAROIS : 2 777 W
ENSOLEILLEMENT PAR LES PAROIS OPAQUES
Surface Coef Coef K
α*F w/m2
MUR EXT OUEST 36,75 x 0,04 x 335,00 = 517,07 W
MUR EXT SUD 33,25 x 0,04 x 352,00 = 491,57 W
MUR EXT EST 12,95 x 0,04 x 256,00 = 139,24 W
MUR INT 0 x 0,04 x 0,00 = - W
TOITURE - x 0,04 x 686,00 = - W Isolée (K=0,7)
1 147,88 W
TOTAL ENSOLEILLEMENT PAR LES PAROIS : 1 148 W
GAINS INTERNES
OCCUPANTS 0,00 x 55,00 = - W
TABLEAUX ET DIVERS 7900,00 x 1,00 = 7 900,00 W
ECLAIRAGE 75,86 x 5,00 = 379,32 W
APPAREILS DIVERS 0,00 x 0,00 = - W
GAINS SUPPLEMENTAIRES x = - W
ACCUMULATIONS x = - W
SECURITE 960,00 x 0,10 = 96,00 W
8 375,32 W
TOTAL DES GAINS INTERNES : 8 375 W
ECHAUFFEMENT GAINES 0 0,00 x 0,00 = - W
AIR NEUF 265,52 x 8,00 x 0,34 = 722,23 W
722,23 W
TOTAL DES PERTES ET AIR FRAIS : 722 W
TOTAL CHALEUR SENSIBLE : 13 022 W
CHALEUR LATENTE
INFILTRATION x = - W
OCCUPANTS 0,00 x 55,00 = - W
VAPEUR x = - W
APPAREILS DIVERS 0,00 x 1,00 = - W
GAINS SUPPLEMENTAIRES x = - W
DIFFUSION DE VAPEUR x = - W
SECURITE 0,00 x 0,10 = - W
- W
TOTAL CHALEUR LATENTE : W
BILAN THERMIQUE TOTAL : 13 022 W
puissance en w au m² 172 W
DESIGNATION DU LOCAL : SALLE DES TABLEAUX
APPORTS PAR LES PAROIS OPAQUES
Annexe 3: Bilan thermique Salle des tableaux des postes (Suite et Fin 2/2)
Poste P105
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viii
Annexe 4 : Extrait des fiches techniques des unités de Climatisation (1/2)
Poste P2
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ix
Annexe 4 : Extrait des fiches techniques des unités de Climatisation (Suite et Fin 2/2)
Poste P105
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x
Annexe 5 : Implantation des équipements HVAC dans les postes (1/3)
Poste P2 : Salle des Tableaux
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xi
Annexe 5 : Implantation des équipements HVAC dans les postes (Suite 2/3)
Poste P2 : Local des batteries
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xii
Annexe 5 : Implantation des équipements HVAC dans les postes (Suite et fin 3/3)
Poste P105
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xiii
Annexe 6 : Schéma unifilaire de puissance des coffrets HVAC
Schéma de puissance 400VAC Poste P2
Schéma de puissance 400VAC Poste P105
MX
M
Ventilateur
Extraction
Salle des tableaux
Alimentation 400VAC
Armoire de clim
X1900 AR
Alimentation
230VAC Clim
X1900 AR
AM
3 X 2AAM
3 X 25A
AM
1A
400/230VAC
250VA
Courbe C
16A
KM
ALIMENTATION DU
COFFRET HVAC
400VAC+T SANS NEUTRE
Disjoncteur Genéral
avec Bobine à
declenchement Mx
4 4 3
4
MX
M M M
Ventilateur
suppresseur/Soufflage
Local Batteries
Ventilateur
Extraction
Local Batteries
Ventilateur
Extraction
Salle des tableaux
Alimentation 400VAC
Armoire de clim 1
X4650 AR
Alimentation 400VAC
Armoire de clim 2
X4650 AR
Alimentation
400VAC Armoire
de clim 3
X4650 AR
Alimentation
230VAC Clim 1
X4650 AR
Alimentation
230VAC Clim 2
X4650 AR
Alimentation
230VAC Clim 3
X4650 AR
AM
3 X 2AAM
3 X 2A
AM
3 X 2A
AM
3 X 50A
AM
3 X 50A
AM
3 X 50A
AM
1A
400/230VAC
250VA
Courbe C
16A
Courbe C
16A
Courbe C
16A
KM KM KM
ALIMENTATION DU
COFFRET HVAC
400VAC+T SANS NEUTRE
Disjoncteur Genéral
avec Bobine à
declenchement Mx
4 4 4 4 4 4 3
4
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xiv
Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (1/6)
Fiche technique Caisson d’air neuf
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Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (Suite 2/6)
Fiche technique Registres motorisés
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Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (Suite 3/6 )
Fiche technique Clapet Coupe Feu 2H
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Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (Suite 4/6 )
Fiche technique Manostat digital PST1
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Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (Suite 5/6 )
Fiche technique grille circulaire en alluminium
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Annexe 7 : Les Accessoires HVAC de régulation et de sécurité (Suite 6/6)
Fiche technique Gaine galva semi-Rigide
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Annexe 8 : Consultations fournisseurs des installations HVAC