Le pôle Production d`Energie CDG
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0 SOMMAIRE INTRODUCTION ----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 I. GLOSSAIRE ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 II. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE ------------------------------------------------------------- 4 A. Historique du groupe Aéroport de Paris -------------------------------------------------------------------------------------- 4 B. Les différents sites d'ADP -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 C. Roissy - Charles De Gaulle ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 D. Le pôle Production d'Energie CDG -------------------------------------------------------------------------------------------- 8 III. L'ACTIVITE ELECTRIQUE DE CDG -----------------------------------------------------------11 A. Les centrales de CDG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 1. La CTFE ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 2. La CTFEBis -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 3. L'ANA --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 4. Les liaisons entre les centrales ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 B. Les boucles ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 1. Les postes ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 2. Définition d'une boucle ------------------------------------------------------------------------ Error! Bookmark not defined. 3. L'architecture d'une boucle série -------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 4. L'architecture d'une boucle en double dérivation ------------------------------------------------------------------------------ 20 C. Les départements du service Activité Electrique --------------------------------------------------------------------------- 21 1. Les ateliers ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 a L'atelier Electrique---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 b L'atelier Diesel -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 c L'atelier Automatisme ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 25 2. Le Quart électrique ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 28 3. Le chef d'exploitation --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29 IV. REFLEXION SUR L'IMMERSION ---------------------------------------------------------------30 A. Mon expérience dans les différents départements -------------------------------------------------------------------------- 30 1. L'atelier Electrique ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 2. L'atelier Diesel ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 3. L'atelier Automatisme -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32 4. Le Quart Electrique ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33 B. Analyse des interactions entre les départements ---------------------------------------------------------------------------- 34 C. Bilan personnel de fin de stage ------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 CONCLUSION -------------------------------------------------------------------------------------------------37 COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 1 INTRODUCTION Dans le cadre de la seconde année d’études d’ingénieur à l’EPMI, les étudiants sont mis en situation professionnelle à l’aide d’un stage d’une durée de 12 semaines au poste de « technicien » dans une entreprise. Ce stage a pour but d’apporter un « plus » considérable à la formation théorique dispensée pendant les études par l’apprentissage d’un métier et d’une réalité. Etant passionné depuis toujours par le monde de l’électricité, j’ai choisi de faire mon stage dans une unité de production ou de distribution en haute tension électrique. La haute tension électrique est un domaine particulier car il y a beaucoup plus de règles de conduite et de normes à respecter qu’en basse tension. Le choix de faire mon stage dans le pôle production d’énergie de Roissy Charles de Gaulle COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 2 I. GLOSSAIRE ◊ Cellule En électricité Haute Tension, une cellule correspond à une fonction. Elle se présente sous la forme d'une armoire et comporte généralement un appareillage particulier : sectionneur, disjoncteur ou porte fusible, couplage, appareillage de mesure ou de contrôle. Son symbole est : Pour une cellule fermée (équivalent à un interrupteur fermé) Pour une cellule ouverte (équivalent à un interrupteur ouvert) ◊ Poste Haute Tension Un poste HT est réalisé par l'assemblage et la combinaison de plusieurs cellules entre elles. Les cellules sont alors reliées par une partie du ou des jeux de barres.Il sera symbolisé par : ◊ Boucle En Haute Tension, une boucle est un assemblage de postes HT. Elle permet l’alimentation de ces postes et assure un niveau de redondance plus ou moins élevé selon le câblage utilisé. ◊ Jeu de Barres Un jeu de barres désigne un conducteur de cuivre ou d'aluminium qui conduit de l'électricité entre les différentes cellules d'un tableau électrique. ◊ Groupe Electrogène Un groupe électrogène est un dispositif qui permet de produire de l'électricité à partir d'énergie fossile (comme le gasoil). Il est constitué d'un moteur diesel entrainant un convertisseur d'énergie mécanique en énergie électrique (alternateur). Son symbole sera : COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 3 ◊ Réseau "HT" Réseau de Haute Tension divisé en Europe en deux catégories : le réseau HTA pour les tensions comprises entre 1 000 Volts et 50 000 Volts et le réseau HTB pour les tensions qui excèdent 50 000 Volts. ◊ Réseau "BT" Réseau de Basse Tension pour els tensions n’excédant pas les 1000 Volts. ◊ Réseau "W" Réseau d'alimentation basse tension hautement prioritaire et qui doit être alimenté même en cas de coupure EDF. Dans la plupart des cas, il est secouru par un groupe électrogène dit "décentralisé" donc au pied de l'aérogare à secourir. Les organes alimentés par le réseau W sont : éclairage de secours, remise à niveau des ascenseurs, désenfumage, sprinklers… COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 4 II. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE A. Historique du groupe Aéroport de Paris L'entreprise Aéroports de Paris a été créée le 24 octobre 1945 avec le statut d'établissement public de l'Etat. Sa mission a été définie par le décret du 4 janvier 1947 : "chargé d'aménager, d'exploiter et de développer l'ensemble des installations du transport aérien et civil ayant leur centre dans la région parisienne et qui ont pour objet de faciliter l'arrivée et le départ des aéronefs, de guider l'aviation, d'assurer l'embarquement, le débarquement et l'acheminement à terre des voyageurs, des marchandises et du courrier, transporté par air, ainsi que toutes les installations annexes" (art 2). Le domaine d'ADP, au 21 avril 1949, comprenait à l'origine 15 aérodromes dont Paris-Orly, Paris-le-Bourget. Ce n'est qu'en 1974 que l'aéroport Paris-Charles de Gaulle fut ouvert par ADP et les aérodromes de Creil et Mitry-Mory furent exclus. Aéroport de Paris est placé sous la tutelle du ministère de l'Equipement et est sous le contrôle du ministère de l'Economie et des Finances. Cependant cette entreprise est totalement indépendante des compagnies aériennes. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 5 B. Les différents sites d'ADP Aujourd'hui, ADP gère 3 aéroports (Orly, Roissy, Le Bourget), 10 aérodromes et 1 héliport. ADP est ainsi le premier domaine aéroportuaire d’Europe avec ses 6684 hectares de terrain en Ile de France. Aéroports de Paris gère l'ensemble des quatorze aéroports et aérodromes ouverts à la circulation aérienne civile situés enÎle-de-France:Paris-Charles-de-Gaulle,Paris-Orly,Paris-Le Bourget,Chelles-le-Pin,Persan-Beaumont,Pontoise-Cormeilles-en-Vexin,MeauxEsbly,Coulommiers-Voisins,Lognes-Émerainville,Chavenay-Villepreux,Saint-Cyr l'École,Toussus-le-Noble,Étampes-Mondésiret l'héliportd'Issy-les-Moulineaux. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 6 C. Roissy - Charles De Gaulle L'aéroport Roissy Charles de Gaulle, parfois appelé Paris-Charles de Gaulle, est le premier aéroport français donc le plus important géré par Aéroports de Paris. Il est communément appelé "Roissy" (du nom d'une des communes où il est implanté : Roissy-enFrance) et est situé à 23 kilomètres au Nord-est de Paris. Le projet de construction de cette infrastructure aéroportuaire à vu le jour dès 1962 afin de faire face à la croissance rapide du transport aérien au niveau des passagers mais aussi au niveau du Fret. Il a été créé par anticipation de la saturation des aéroports d'Orly et du Bourget qui avaient étés créés pendant la première guerre mondiale. La création de cet aéroport a été décidée par l'arrêté ministériel du 16 juin 1964 et devait initialement occuper une surface de 2915 hectares située sur le territoire de sept communes. De nos jours, Roissy Charles de Gaulle est étendu sur 3200 hectares et a une capacité d'accueil de 100 millions de passagers. La première aérogare (Terminal 1) conçu par Paul Andreu, a été inaugurée en 1974 après dix ans de travaux et de contestation par les habitants des communes voisines. Elle est bâtie à l'image d'une pieuvre. Elle est constituée d'un élément central circulaire dédié à l'accueil des voyageurs, placé au milieu du tarmac, autour duquel sont érigés sept satellites qui accueillent les avions et les salles d'embarquement proprement dites. L'emplacement du huitième satellite est occupé par les bretelles d'accès pour les automobiles et par la station de la navette ferroviaire. Il avait au départ été envisagé de construire plusieurs aérogares sur ce modèle. Néanmoins, les premières années d'exploitation permirent d'identifier plusieurs défauts dus à la conception originale du bâtiment. Ainsi, il n'y a pas de grand hall au sein du bâtiment, contrairement à d'autres conceptions d'aéroports plus classiques, ce qui rend son exploitation plus compliquée lors de vols en correspondance. De nombreux passagers ont été déçus de n'avoir aucune vue sur les pistes et les avions depuis l'aérogare principale, à l'opposé de la situation dans l'aéroport d'Orly. Enfin, la conception sous forme de satellites oblige les passagers à d'importants parcours à pieds pour la montée dans l'appareil ou pour sa descente puis la récupération des bagages. Cela a donc ouvert la voie à une conception plus traditionnelle pour les aérogares suivantes. La seconde aérogare a rapidement été construite : 1982 : les halls 2A et 2B ont ouvert leurs portes. 1999 : le terminal 2F ouvre. 1989 : le hall 2D. 1993 : le terminal 2C est ouvert (entièrement réservé au trafic international avec un système de tri de bagages informatisé). 2003 : mise en service du terminal 2E. 23 Mai 2004 : une partie de la jetée d'embarquement du terminal 2Es'est effondrée. 2008 : le terminal 2E (destiné à Air France) et le terminal T2G (vols régionaux uniquement) ouvrent. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 7 Le satellite S3, baptisé « la Galerie parisienne » a été inauguré en 2007.Il est situé à l'est des terminaux 2E et 2F et est dédié à Air France-KLM et à l’alliance SkyTeam.Il est consacré en priorité à la correspondance rapide entre avions court-moyen courrier et long-courrier et permet en particulier l'embarquement simultané de six A380.Comportant vingt-deux postes d'embarquement, il a une capacité 8,5 millions de passagers. Long de 750 m et large de 80 m, le satellite S3 couvre une surface totale de 250 000 m2 (l'équivalent de 40 terrains de football). Sa façade est recouverte de 3 hectares de verre et sa structure en acier pèse plus de 13 000 tonnes, près de deux fois le poids de la Tour Eiffel. 2007 : le satellite S3 qui est une extension des terminaux 2E et 2F ouvre ses portes. 2011 : le satellite S4 est en cours de construction à l'est du S3. La troisième aérogare, anciennement dénommée T0 (zéro), le nom de cette troisième aérogare n'étant pas « très commercial » fut changé en T9 (car il était neuf). Finalement, par question de logique, elle fut renommée Terminal 3. Construite comme une sorte de hangar, elle est destinée à accueillir les vols nolisés et les compagnies à bas prix. ADP prévoit la construction, au nord de Roissypôle, d'un futur terminal 4 d'une capacité de 30 millions de passagers et destiné aux compagnies extérieures aux alliances Skyteam, Star Alliance et Oneworld. Une première tranche permettant l'accueil de 9 millions de passagers pourrait ouvrir en 2024. Les passagers et les mouvements d'appareils à CDG : 2007 : 59 922 177 voyageurs(deuxième rang européen), 552 721mouvements d'avions (première position en Europe). 2009 : 57 884 954 voyageurs (deuxième rang européen, sixième rang mondial), 525 314 mouvements d'appareils (deuxième position en Europe, septième position mondiale). 2010 : 58 167 062 passagers et 499 997 mouvements d'avions (deuxièmes positions en Europe). Quelques chiffres-clé en 2009 : 2ème en Europe en termes de chiffre d’affaires = 2 633,4 millions d’euros 1er en termes de fret et courrier = 2,1 millions de tonnes Un potentiel immobilier remarquable 369 hectares de réserves foncières aux portes de Paris Un acteur économique majeur de la région : 12 096 employés au 31 décembre 2009 près de 1 100 entreprises installées sur nos sites plus de 110 000 emplois directs et 250 000 emplois indirects. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 8 D. Le pôle Production d'Energie CDG Le pole production d’Energie de Charles de Gaulle est basé dans les locaux de la CTFE. Il comporte six services distincts chargés de fournir en énergie (électrique et thermique) la plateforme. Il est à noter que la plateforme comporte 3 centrales et environ 200 postes haute tension. Les services sont : Activité gestion des énergies et méthodes Activité thermique Activité électrique Activité comptage Etudes et travaux Staff Pôle L’activité thermique est un service qui est chargé de produire de l’eau chaude ou de l’eau froide afin de chauffer ou de réfrigérer les différents locaux de la plateforme. Cette activité comprend la mise en service, l’exploitation et la maintenance de chaudières à combustible et d’une turbine à gaz pour la production de chaleur ainsi que de groupes froids pour la réfrigération. - Un atelier réseau a pour mission la maintenance du réseau de conduits d’eau chaude ou froide. - Un atelier régulation est chargé de la partie automatisme de la section. Ils s’occupent de l’étude, l’achat, la mise en service ainsi que la maintenance des installations de contrôle commande. Ils utilisent des automates qui communiquant entre eux par de la fibre optique. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 9 Le service des études et travaux est travail surtout au niveau des installations neuves ou de rénovations d’anciennes installations. Il est aussi chargé de la maintenance des bâtiments que se soit au niveau des postes que des centrales. Dans ce service, il y a aussi un dessinateur industriel chargé de dessiner tous les plans électriques de la plateforme. Ce service s’occupe de passer des marchés avec des entreprises extérieures car il n’y a pas de service de maçonnerie au sein du pôle production. L’activité comptageest chargée de « compter » l’énergie distribuée par la centrale. Il y a 5 agents chargés de la mise en place et de la maintenance des compteurs d’énergies placés à différents endroits de la plateforme. Environ 2000 compteurs sont installés dont 400 pour mesurer la puissance distribuée par la partie thermique, le reste étant pour mesurer l’énergie électrique. Toutes les puissances mesurées sont en KWh. Les relevées de ses valeurs se font soit à distance (télérelève par le réseau de téléphonie mobile ou par un réseau de fibre optique) soit localement (lecture des valeurs par un agent en début de mois généralement). Les données sont ensuite saisies dans un logiciel qui permet de contrôler l’évolution des consommations bâtiments par bâtiments. Le logiciel permet aussi à Aéroport de Paris de facturer aux entreprises installées sur la plateforme leurs consommations en énergies. L’activité électrique est chargée de produire et de distribuer l’énergie nécessaire aux besoins de l’aéroport. Elle est étalée sur trois centrales toutes interconnectées entre-elles par le réseau Haute Tension mais aussi par des fibres optiques pour le contrôle commande des organes électriques. En termes de consommation, la centrale alimente l’équivalent d’une ville d’environ 50 000 habitants c'est-à-dire environ 1 Gigawatt par jour. Il y a environ 200 postes Haute Tension et environ 230 kilomètres de câbles afin assurer la distribution de toute la plateforme. On peut aussi compter 23 groupes électrogènes pour le secours de l’aéroport en cas de coupure de l’alimentation par le réseau EDF. Cette activité compte 41 agents d’exploitation et de maintenance qui sont électriciens, diésélistes, automaticiens ou agents d’exploitations : - Les électriciens sont chargés de la maintenance des installations électriques qu’elle soit préventive ou curative. En revanche certaines opérations sont sous-traitées par des entreprises extérieures sous le contrôle des techniciens électriques d’ADP. - Les diésélistes sont des mécaniciens chargés de la maintenance des machines diésel de l’installation. Ils effectuent des rondes de surveillance et des essais périodiques afin de déceler s’il y a une anomalie avant que la machine soit en exploitation. - Les automaticiens ont pour mission l’étude, l’achat, la mise en service ainsi que la maintenance des installations de contrôle commande de la centrale. Ils COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 10 utilisent des automates d’entrées sorties programmables qui communiquent grâce à de la fibre optique. Leur mission comprend les organes de communication (passage des fibres optiques, programmation du réseau,…) ainsi que la programmation et la surveillance du bon fonctionnement des automates. - Les agents d’exploitation appelés aussi agents de quart sont chargés de « piloter » l’exploitation. Ils travaillent toujours en binôme et sont présents 7j/7 24h/24 dans la centrale. Ces agents sont chargés du dépannage de premier niveau et sont aussi chargés de consignation. Ce sont les seuls personnels habilités à manœuvrer les organes de coupure de l’installation. L’activité électrique compte ses dirigeants : le responsable de l’activité électrique, le responsable d’exploitation ainsi que son adjoint. L’activité gestion des énergies et méthodes a pour principale mission la gestion des maintenances au niveau des équipements électriques et thermiques qui équipement la plateforme. Elle répertorie tous les équipements et établit les plannings en fonctions des plans de maintenance établis par les constructeurs. Ainsi cette activité est chargée de suivre les maintenances préventives en émettant des ordres de travail au chef d’exploitation et aux chefs d’ateliers. Il y aussi l’unité staff pôle qui correspond au service administratif du pôle production. Cette unité est basée en CTFE. Parmi les agents de cette unité, il y a le directeur du pôle, la secrétaire ainsi qu’une personne chargé des droits d’accès (badges, permis outils…). Un animateur de sécurité appartient aussi à cette unité. Il est chargé de faire respecter les règles de sécurité au sein de la centrale aussi bien pour les agents d’ADP que pour les entreprises extérieures travaillant en centrale. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 11 L'ACTIVITE ELECTRIQUE DE CDG A. Les centrales de CDG Afin de présenter l’activité électrique de Charles de Gaulle, nous allons commencer par présenter les différentes centrales de production et de distribution de la plateforme. La première centrale présentée est la CTFE car c’est la centrale dite « principale » de la plateforme car c’est la plus ancienne et la salle de quart est situé dans ses locaux. 1. La CTFE La Centrale Thermo Frigo Electrique est située dans la zone Ouest de la plateforme de Roissy-Charles de Gaulle. Sa construction fût débutée en même temps que le terminal 1 c'est-à-dire en 1966. Elle a été conçue à sa base en intégrant des technologies de pointe d’un point de vue rendement et production. Pour la partie thermique et frigorifique de la centrale, le but est d’assurer le chauffage ou la réfrigération des différents bâtiments de la plateforme. Le procédé utilisé est l’utilisation d’un liquide caloporteur qui est acheminé depuis la centrale jusqu’aux échangeurs thermiques des différents bâtiments La partie électriquea pour mission d'assurer la répartition de l'énergie fournie par le réseau EDF ou par les machines de production vers les différents terminaux ou bâtiments annexes. Nous allons essentiellement étudier le réseau HTA 20 kV de cette centrale. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 12 En régime normal d'exploitation, la CTFE est alimenté par le poste AMELOT situé dans l'enceinte extérieure du bâtiment. Le poste AMELOT est raccordé au poste MITRY MORY I et II grâce aux transformateurs 63kV/20kV de 36 MW chacun gérés par l’exploitation de la centrale. Ces deux transformateurs sont couplés afin d’obtenir une redondance dans l’alimentation. Un seul transformateur est capable de reprendre une grande partie de la charge (à hauteur de sa puissance nominale) sans aucune coupure. Les sorties des transformateurs sont reliés à deux jeux de barres couplés par un disjoncteur de 1250Afermé en régime normal d'exploitation. Le tableau contenant ces jeux de barres est appelé "20kV Général" et assure l’alimentation de : Les deux liaisons de secours entre la CTFE et la CTFEB Les tableaux ICA1 et ICA2 Le tableau d’alimentation de la centrale ANA. Le tableau 5,5 kV utilisé pour l'éclairage public de la zone Ouest de Roissy La boucle Tableau Général Basse Tension (TGBT) qui alimente le réseau « W » de la CTFE secourue par un groupe électrogène de secours "Black Start" ◊ Le tableau ICA (Installation Commerciale Aéroportuaire) Il alimente l'ensemble des boucles des aérogares 1, 2 (A, B, C, D) et 3 ainsi que la zone technique Ouest de la plateforme : Boucle 611 : aérogare 1 Boucle 612 : Terminal 2 A et B Boucle 614 : Terminal 2 C et D COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 13 Boucle 616 : Module MN Boucle 620 : Zone technique Ouest Boucle 621 : Zone de Fret Boucle 622 : Zone Centrale Boucle 623 : Terminal 3 + Transports Boucle 691 : Bâtiment de production (ICAS1) Le schéma unifilaire des boucles est disponible en annexe ◊ Le tableau éclairage public Zone Ouest Ce tableau est alimenté depuis deux transformateurs redondants de tension de sortie 5,5kV et est constitué de deux demi-jeux de barres. Lorsqu'il n'y a pas de défauts ou d'opérations de maintenance, le couplage entre ces deux jeux de barres est ouvert. La centrale est chargée de l’exploitation et la maintenance des transformateurs 20kV/5,5kV correspondants. L’aval de cette installation est géré par un autre service d’Aéroport de Paris. ◊ Le Tableau Général Basse Tension (TGBT) En régime normal d'exploitation, ce tableau est alimenté depuis le tableau général en passant par deux transformateurs redondants20kV/400V. Il est constitué de deux demi-jeux de barres et il peut être secouru via un groupe électrogène totalement autonome qui démarre sur une coupure réseau de plus de 15 secondes ("Black Start"). Le groupe électrogène secours directement le tableauen 400V. Sa puissance est de 750 kVA ce qui est suffisant pour alimenter les organes vitaux des machines de la CTFE (aérothermes des transformateurs 63kv/20kV, auxiliaires des machines thermiques, auxiliaires des groupes Diesels, salle de quart…) ainsi que le réseau W nécessaires au bon fonctionnement de la centrale. Avec la croissance exponentielle de la plateforme de Roissy-Charles de Gaulle, la CTFE construite à la création de l’aéroport est devenue trop petite pour pouvoir ajouter des tableaux de distribution supplémentaires. C’est donc dans les années 2000 qu’une centrale « bis » fût construite sur le même modèle que la CTFE. Ces deux centrales sont en communication permanence par des fibres optiques redondantes par l’intermédiaire de serveurs et d’automates. De ce fait, il n’y a aucun personnel posté en CTFEBis, donc ce sont les agents d’exploitation de la CTFE qui assurent le contrôle et la commande de la CTFEBis depuis la salle de quart de la CTFE. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 14 2. La CTFEBis La CTFE Bis (Centrale Thermo Frigo Electrique Bis) est située en zone Est sur la plateforme de l'aéroport de Roissy-Charles de Gaulle. Sa construction débuta dans les années 2000, sa mise en service était en 2002. Cette centrale est considérée comme une extension de la CTFE car elle repose sur les mêmes principes de tableaux de distribution. Aucuns personnels ne sont postés au sein de celle-ci car elle est totalement contrôlable à distance depuis la salle de quart de la CTFE. Sa fonction première est d'assurer la répartition de l'énergie fournie par EDF au sein de celle-ci vers les différents terminaux et bâtiments annexes. Elle est aussi équipée de machines thermiques et frigorifiques permettant de produire du chaud ou du froid pour les différents bâtiments de la plateforme. Nous allons essentiellement étudier le réseau HTA 20kV de cette centrale dans ce rapport. En régime normal d'exploitation, la CTFEB est alimenté par un poste dit "BLERIOT" présent dans l'enceinte du bâtiment. Ce poste est raccordé au poste "SAUSSET" de EDF par l'intermédiaire de huit câbles (deux groupes de quatre câbles). Ces deux groupes de quatre câbles sont raccordés sur un jeu de barres couplables par un disjoncteur de 2000A. Les deux jeux de barres sont isolés du réseau par deux transformateurs redondants de puissance 40MVA. Pour des raisons d’exploitation, le couplage reste fermé, ainsi toute la puissance passe par un seul transformateur et l'autre fonctionne à vide. Si une anomalie est présente sur le transformateur en charge, la puissance sera alors automatiquement transférée sur le transformateur initialement à vide (Une légère coupure sur les installations montés sur la CFTEB sera alors visible). En cas de coupure d’alimentation par EDF, le réseau « W » de la CTFEBis comprenant l’alimentation des auxiliaires des différentes machines de production thermique et les équipements de sécurité est alimenté par un groupé électrogène déporté à démarrage automatique et autonome. Le tableau général de la CTFEBis assure l'alimentation de : Le secours de la centrale ANA présente sur le site de la CTFE COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 15 Le secours de la CTFE par l'intermédiaire des liaisons entre les deux centrales Le tableau ICA (Installation Commerciale Aéroportuaire) ainsi que les aérogares Le tableau 5,5kV utilisé pour l'éclairage public de la zone Est de Roissy-CDG Les démarreurs en 5,5kV des groupes froids ainsi que leurs auxiliaires L'alimentation des auxiliaires en 400V des différentes machines présentes en CTFEB (Tableau TGBT) ◊ Le tableau ICA (Installation Commerciale Aéroportuaire) Il alimente l'ensemble des neuf boucles de l'aérogare 2 ainsi que les aires éloignées de la plateforme de Charles de Gaulle. Voici la liste des boucles alimentées par la CTFEB : Boucle 710 : Aires éloignées (aires avions, dégivrage, …) Boucle 721 : Terminal 2E Boucle 791 : Tableau de Secours ICAS1 pour les Terminaux 2E et S3 (Groupe électrogène de secours 791) Boucle 722 : Terminal 2E Boucle 723 : Terminal 2F Boucle 790 : Tableau de Secours ICAS1 pour le Terminal 2F(Groupe électrogène de secours 790) Boucle 724 : Terminal 2F Boucle 725 : Garage Atelier Satellite et Boucle de transport (CDG VAL) Boucle 726 : Satellite S3 Boucle 727 : Satellite S4 (en construction) Boucle 792 : Tableau de Secours ICAS1 pour le Satellite S4(Groupe électrogène de secours 792) Boucle 728 : Terminal T2G Le schéma unifilaire des boucles est disponible en annexe. ◊ Le tableau éclairage public Zone EST Ce tableau est alimenté sous 5,5kV et est constitué de deux demi-jeux de barre. Lorsqu'il n'y a pas de problème ou d'opérations de maintenance, le couplage entre ces deux jeux de barre est ouvert. La centrale ne s'occupe que de fournir le courant, le reste est géré par un autre service. ◊ Le tableau TGBT Ce tableau est composé de deux demi-jeux de barre avec un couplage possible entre eux. Il alimente les chargeurs et autres auxiliaires de machines présentes en CTFEBis ainsi que les organes de secours de celle-ci. Un groupe électrogène totalement autonome (ne nécessitant de source de courant extérieure pour démarrer) alimente ce tableau en cas de coupure réseau. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 16 3. L'ANA La centrale ANA (Aide à la Navigation Aérienne) est un bâtiment à part entière implanté sur le site de la CTFE. Une nouvelle centrale a été homologuée et mise en exploitation en mai 2010. La centrale ANA est composée de quatre groupes de production dits "temps zéro" ou GTZ qui permettent un secours instantané du réseau et cela sans coupure. Lors d'un incident sur le réseau de distribution EDF, l'accumulateur cinétique dit "power bridge" de la centrale est en capacité de restituer de l'énergie pendant de la groupe Diesel démarre (environ 12 secondes). Le réseau ANA doit avoir une continuité de service sans faille car il alimente des équipements sensibles : balisage lumineux des pistes et des voies de circulation pour les avions, les équipements des tours de contrôle, radars météo… Cette installation répond donc aux exigences de la DGAC (Direction Générale de l'Aviation Civile) qui impose d'avoir une source de secours électrique indépendante et autonome tout en garantissant une production d'électricité de haute qualité et sans interruption. De ce fait la centrale ANA autorise un niveau de redondance suffisant pour alimenter son réseau aval sans coupure et sans risque lors d'une défaillance ou d'une maintenance. Elle a été surdimensionnée car seulement deux GTZ suffissent pour alimenter le réseau complet. On peut aussi annoter une contribution environnementale avec ces GTZ car les groupes diesel ne démarrent pas sur une microcoupure. Ils ne sont sollicités que pour des coupures dont le temps est supérieur à quelques secondes. L'autonomie de la centrale est de 72 heures au maximum. Les boucles alimentées par la centrale ANA sont : Boucle 670 : Piste 1 et 3, Tour de contrôle Nord, Météo Radar Boucle 671 : Piste 2, bâtiment CANA, Tour de contrôle Sud, Aires de trafic COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 17 4. Les liaisons entre les centrales Il y a quatre liaisons câblées entre les trois centrales. Dans chaque centrale (CTFE et CTFEBis), il y a une liaison qui ne sert exclusivement à l'alimentation de la centrale ANA. Ces liaisons sontchacune protégées par un transformateur d'isolement afin de limiter les répercutions de défauts sur la centrale ANA. Les deux autres liaisons servent à réalimenter une centrale à partir de l'autre à hauteur de la puissance disponible (celle-ci est limitée par EDF). Ces deux liaisons de secours sont elles aussi protégées par des transformateurs d'isolement (20kV/20kV). La mise en service de ce type de secours peux être fait manuellement ou grâce à des automates de permutation depuis la salle de quart de la CTFE. Pour faire la permutation, il faut que les agents de quart aient au préalable prévenus EDF à cause des transferts de charge. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 18 B. Les boucles Dans le but d'avoir une redondance dans l'alimentation d'un poste afin d'éviter au maximum une coupure de l'aéroport, les postes sont insérés dans des boucles. Au sein de la plateforme de Charles de Gaulle, on retrouve une vingtaine de boucles de deux types : la boucle série et la boucle en double dérivation. Ces deux types ont des avantages et des inconvénients que nous allons étudier par la suite. 1. Les postes La plateforme de Roissy Charles de Gaulle est composée d'environ 200 postes Haute Tension placés stratégiquement dans les aérogares et autres bâtiments. Ces postes sont tous insérées au sein d'une boucle. Ce sont des équipements sous le contrôle du pôle production de Charles de Gaulle. Le personnel de l'activité électrique est donc chargé de la mise en service, la maintenance et l'exploitation de ceux-ci. Tous les postes possèdent la même architecture de base quelque soit le type de boucle dans laquelle ils sont insérés et quelque soit les équipements en aval. Le contrôle commande de ces postes est soit en filaire (pour les anciens postes) soit en fibre optique (pour les nouveaux postes). L'architecture générale des postes HT est identique à tous, seul le nombre de transformateurs 20kV / 400V varie en fonction de la puissance à fournir en aval. On peut voir que le poste peut être alimenté par TH1 ou TH2 selon les conditions d'exploitations voulues. La cellule TH3 alimente un petit transformateur de potentiel nécessaire aux mesures pour le comptage et pour les protections numériques de l'installation. Ensuite, le jeu de barres "d'alimentation" est couplé à un jeu de barres "de distribution" où sont placées les différentes cellules avec leurs transformateurs correspondant (TH4, TH5…) Jeu de Barres HT TH1 TH2 TH3 Jeu de Barres HT TH4 TH5 Transformateurs 20kV / 400V TH2 du poste Amont TP TH1 du poste Aval Disjonteur de couplage Jeu de Barres BT Schéma de principe 1. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 19 1. L'architecture d'une boucle série Ce type de liaison entre les postes est le plus répandu sur l'aéroport de Roissy. Comme son nom l'indique, la boucle série relie les postes entre eux en série, c'est-à-dire les uns derrière les autres. La boucle s'alimente à partir de deux jeux de barres séparés par un disjoncteur de couplage (ouvert en condition normales d'exploitation). Le principe est que si un des jeux de barres venait à ne plus pouvoir alimenter la boucle (dû à un défaut ou une maintenance), celle-ci s'alimentera complètementsur l'autre jeu de barres. Sur le schéma ci-dessous, on peut remarquer qu'une des cellules d'un poste est ouverte, cela permet lorsque la boucle s'alimente sur les deux jeux de barres d'équilibrer la consommation entre les deux jeux de barres. On appelle cela un point de coupure. Ce point de coupure peut être déplacé sur la boucle en fonction des besoins d'exploitation : maintenances… Ce type de boucle a pour avantage de pouvoir mettre très facilement hors tension un poste au milieu de celle-ci : il suffit d'ouvrir les cellules des postes amont et aval de la cellule à mettre hors tension.Cela nécessite donc très peu d'interventions de la part des agents d'exploitation dans le cas d'une consignation d'un poste. Une boucle de secours (réseau "W") est présente sur ce type d'architecture. Elle est généralement alimentée par le poste 0 et est isolable par une cellule seule. Cette boucle est secourue par un groupe électrogène décentralisé qui alimente directement les postes par la basse tension. L'architecture générale de la boucle de secours et la même que pour la boucle classique : un disjoncteur de couplage entre les deux jeux de barres et une cellule ouverte au milieu de la boucle afin de créer le point de coupure. Schéma de principe d'un boucle en série avec Secours Couplage Jeu de Barre 1 Jeu de Barre 2 GE Poste 1 Poste 2 Poste 0 Poste 5 Poste 1 Poste 4 Poste 2 Poste 3 Poste 4 Poste 3 Cellule en position fermée 2. Cellule en position ouverte COUDERT Charles GE Groupe Electrogène de Secours Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 20 2. L'architecture d'une boucle en double dérivation Ce type de boucle a été mis en place à la création de la CTFE et est une reproduction du principe utilisé par EDF pour l’alimentation de ses différents postes. Lorsqu’il est utilisé comme EDF l’a conçut, il y a un système dit de "recherche automatique de source", qui en cas de coupure d’un seul jeu de barres, bascule l’alimentation sur l’autre jeu de barres. Or sur l’exploitation de Charles de Gaulle, ce système de recherche automatique de source n’a pas été mis en place ADP impose que les défauts soit visibles et réparables dans la mesure du possible sans avoir à couper l’alimentation du poste ce qui n’est pas possible avec ce type de boucle. Ce type de boucle est en voie d'extinction sur la plateforme de Roissy Charles de Gaulle car il nécessite beaucoup d'interventions au niveau de chaque poste lors d'une modification de l'exploitation. En régime normal d’exploitation, il est définit qu’un poste sur deux est raccordé au jeu de barres paire avec sa cellule dont le nom est pair et inversement avec les impairs. Cette configuration permet de répartir de façon égale la charge sur les deux jeux de barres afin de ne pas surcharger un transformateur d’alimentation par rapport à son redondant. Schéma de principe d'une boucle en Double Dérivation Sur la plateforme il reste deux boucles en double dérivation : 612 et 614. Des études ont déjà été faites afin de transformer ces boucles en boucles séries dans les années à venir. Couplage Jeu de Barres 1 TH1 Jeu de Barres 2 TH3 TH4 TH2 Poste 1 Cellule en position fermée Cellule en position ouverte Poste 2 GE Poste 3 Poste 4 Poste 5 Poste 6 Poste 7 COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 Groupe Electrogène 21 ◊ Secours de la boucle en double dérivation Pour le secours du réseau W, on retrouve un groupe décentralisé sur le jeu de barres Basse Tension. Il est à noter que les jeux de barres Basse Tension sont couplables afin d'alimenter le réseau W de tous les postes avec seulement un groupe sur un seul poste. Le choix du poste seul lequel est raccordé le groupe n'influe pas sur la qualité du secours. Position du Groupe Electrogène de Secours d'une boucle en Double Dérivation Vers TH1 Vers TH2 Poste GE Transformateur 20 kV / 400V Jeu de Barres BT C. Les départements Electrique du service Activité 1. Les ateliers a L'atelier Electrique L’atelier électrique est la principale entité de l’activité électrique. Elle est composée de … techniciens électriques formés pour le travail sur des installations en Haute Tension. Les équipements sur lesquels ils interviennent sont : les cellules HT au niveau des tableaux de distribution ou dans les postes, les transformateurs, les moteurs ou alternateurs. Au niveau de ces équipements, ils sont chargés des maintenances préventives et curatives tant que les équipements ne sont pas détériorés. Si un équipement nécessite un remplacement, il sera fait par une entreprise extérieure. Pour les maintenances préventives, les électriciens font des nettoyages de postes ou d’équipements car un poste Haute Tension ou un équipement se doit d’être impeccable afin que les contrôles visuels soient les plus efficaces possibles. Un entretient se fait toujours hors tensions et est soumis à des règles strictes (Attestation de consignation, utilisation d’eau interdite, …). COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 22 Les maintenances curatives sont suite à une feuille de panne rédigée par les agents d’exploitation. A la suite de cette feuille de panne, un ordre de travail est quand à lui rédigé par le chef d’atelier électrique qui, après étude de faisabilité et de sécurité, fait une demande de consignation auprès du quart et envoie ses techniciens faire les réparations nécessaires. Les techniciens sont aussi chargés de la maintenance et des essais sur les protections numériques des disjoncteurs HT. Ils utilisent des valises d’injections afin de simuler un défaut et vérifier les réactions des protections. Ces injections se font avec du 5,5kV avec une faible intensité. Tout comme l’atelier diesel, les électriciens sont présents lors des essais de groupe électrogènes de secours afin de vérifier que les caractéristiques de l’énergie produite par l’alternateur sont correctes. Il intervient aussi dans le démarrage du groupe lors d’un essai en démarrage manuel car il doit « coupler » le groupe sur le réseau. Lors d’un démarrage automatique de groupe pendant les essais de nuit, ils vérifient si les automates font les bonnes commutations. Lors de mise en place de nouvelles installations construites par une entreprise extérieure, les techniciens électriques sont chargés de vérifier que les câblages sont bons mais aussi que les normes sont bien respectées (rayon de courbure des câbles HT, périmètre autour d’un transformateur..). Une fois les vérifications hors tensions faites, ils collaborent avec les automaticiens afin de tester toutes les synchronisations de contrôle commande entre les cellules et les armoires de relayage. Voici la photo d’un tableau HT 20kV de distribution : COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 23 b L'atelier Diesel L’atelier diesel est une entité de l’Activité électrique qui ne travaille que sur les groupes diesels autrement dit les groupes électrogènes. Les principales missions de ces agents techniques sont la maintenance préventive et curative, les essais et vérifications lors de la mise en place de nouvelles machines par des sous-traitants. Comme les groupes diesels ne sont utilisés qu’en cas de secours ou de risque de manque tension, ils doivent êtres en permanence prêts à démarrer (préchauffage…). Des rondes et des essais groupes (démarrage manuel ou automatique) sont régulièrement effectués afin d’assurer cette continuité de service. Au total, il y a 23 groupes électrogènes gérés par cet atelier. Parmi eux, il y a deux groupes de taille et de puissance nettement supérieure, montés en CTFE, au reste du parc : GD1 et GD2. Caractéristiques : Moteur de 16 cylindres montés en V de 8800 chevaux soit 550 chevaux par cylindres Démarrage du moteur à air comprimé (30 bars) injecté sur un seul côté du V Fréquence nominale de rotation : 500 tr/min Génératrice utilisée à hauteur de 4MW en 5,5kV Admission d’air turbocompresseurs par Préchauffage à l’aide de circulation d’huile chauffée (réserve d’huile = 8000 litres) Ces groupes électrogènes ne sont pas totalement autonomes, c'est-à-dire qu’ils nécessitent du courant sur ses auxiliaires afin de pouvoir démarrer. En revanche, un fois démarré, il est possible de basculer l’alimentation de ses auxiliaires sur sa propre génératrice et ils deviennent autoalimentés. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 24 Au sein de la CTFE, il y a un groupe de puissance inférieure qui est capable de démarrer sur une coupure de tension sans aucune source d’alimentation extérieure. Il est équipé d’onduleurs avec des batteries capables d’alimenter ses auxiliaires. Une fois démarré, ce groupe dit « Black Start » permet d’alimenter les auxiliaires de GD1 et GD2 afin qu’ils puissent démarrer à leur tour. Les autres groupes électrogènes de la plateforme sont « déportés » c'est-à-dire que géographiquement, ils ne sont pas placés en centrale mais au plus proche des aérogares. Ils doivent démarrer sur une coupure tension automatiquement et alimenter le réseau W de l’aérogare correspondant. Toutes les semaines, une ronde est faite par un agent technique de l’atelier où il vérifie si le groupe est bien prêt à démarrer sans risque de détérioration. Il vérifie si les niveaux sont suffisants (huile, liquide de refroidissement, cuve de fuel journalière…), si le moteur est bien préchauffé, l’état des batteries de démarrage ainsi qu’une vérification visuelle de l’ensemble du groupe. Régulièrement, des essais groupes sont effectués afin de ne pas laisser un groupe statique trop longtemps mais aussi pour vérifier les automatismes de démarrage. Si l’essai du groupe est à démarrage manuel, il est effectué en journée pendant la semaine alors que si l’essai groupe est à démarrage automatique, il est effectué de nuit. Pour un démarrage automatique, une réelle coupure de l’alimentation d’un aérogare est faite ainsi on peux vérifier si les groupe démarre bien automatiquement et alimente bien l’ensemble du réseau de secours W. Afin de garder le plus longtemps possible les groupes opérationnels, des entretiens annuels sont faits sur l’ensemble du parc diesel de la plateforme. Les travaux à effectuer lors de ces visites sont définis par le constructeur. Si les travaux sont importants ou nécessitent du matériel spécialisé alors l’atelier fait appel à un sous-traitant afin de libérer ses agents techniques. Les agents techniques ont tout de même pour mission d’épauler les soustraitants car les installations de la plateforme sont particulières et les niveaux d’exigences en termes de qualité le sont aussi. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 25 c L'atelier Automatisme Afin que les agents de Quart puissent contrôler les cellules Haute Tension à distance, un réseau d’automates constitue le contrôle commande. Un automate est un dispositif avec des entrées et des sorties programmées qui fonctionne sans l’intervention d’un être humain. L’atelier automatique est un atelier créé depuis 5 ans afin de répondre à un besoin de modernisation du système de contrôle commande de l’exploitation. Il est composé de 3 agents techniques affectés à plusieurs missions : - Les études et les achats (suivi des entreprises) - Création de nouveaux projets (Rédaction de cahiers des charges) - Mise en service des nouvelles installations - Maintenance préventive et curative (Parc automate et informatique) Le système de contrôle commande de cette exploitation est basé sur une architecture système utilisant des automates et des serveurs. Pour des raisons de continuité de service, ils sont redondants et basculent automatiquement en cas de défaut. Le système de liaison utilisé entre les automates ou les centrales est la fibre optique. Ce système fut installé car la plateforme de Charles de Gaulle est très étendue et un réseau filaire ne supporterait pas ces grandes distances. Ces fibres optiques sont elles aussi redondantes et utilisent des cheminements différents. Le système de Serveur/Client est utilisé comme interface entre les agents d’exploitation et les automates. Les serveurs de données sont les principaux serveurs de l’installation. Il y en a un en CTFE et un en CTFEBis. Ils sont redondants donc toutes les informations transitent par ces deux serveurs. Si un serveur devient défectueux, l’autre prend le relais sans aucune interruption. Un serveur d’archivage est aussi utilisé afin de garder en mémoire tous les évènements avec un horodatage. Cela permet de pouvoir analyser une défaillance depuis son commencement. Les postes d’exploitation sont des PC clients qui sont reliés à un réseau de supervision luimême relié au serveur de données. L’avantage est qu’il est possible de visualiser l’exploitation de n’importe où tant que l’on est sur le réseau de supervision. Il y a trois postes d’exploitation au niveau de la salle de quart de la CTFE et un poste au niveau de la CTFEBis. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 26 Voici les schémas de l’architecture matérielle des deux centrales : Légende : ____ Liaison filaire type RJ45 Automate ____ Liaisonen fibre optique Switch Redondance ◊ CTFE PC Exploitation PC Exploitation Copie d’écran PC Consultation Historique Journal de bord Editions particulières RS2-TX/TX i 7 +24V Fault Réseau supervision Ethernet TCP/IP +24V* 6 FAULT P2 P1 Stand by RM 7 6 5 5 4 3 2 4 3 2 1 1 0 RM Stand by 1 V.24 Stand by Vers CFEB Serveur d’archivage Serveur de données 2 RS2-TX/TX i 7 +24V Réseau Acquisition EthWay Fault +24V* 6 FAULT P2 P1 Stand by RM 7 6 5 5 4 3 2 4 3 2 1 1 0 RM Stand by 1 V.24 Stand by Vers CFEB Synoptique Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR AUX TER Prémium PS 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 27 ◊ CTFEBis RS2-TX/TX PC Exploitation i 7 +24V Réseau supervision Ethernet TCP/IP Fault +24V* 6 FAULT P2 P1 Stand by RM 7 6 5 5 4 3 2 4 3 2 1 1 0 RM Stand by Journal de bord 1 V.24 Stand by Vers CTFE Vers CFEB Serveur de données 1 VersCFEB CTFE Vers AR710 Processeur Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Alimentation Processeur 03 04 05 06 07 08 09 10 PS Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS 00 01 02 03 04 Processeur PS 00 Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 03 04 05 06 07 08 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Alimentation Processeur 09 10 PS 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 PS 10 00 Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS 00 01 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 01 Prémium Alimentation Processeur 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR PS 00 Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 03 04 01 08 09 10 Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 03 04 05 06 07 08 09 10 PS Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 03 04 Prémium Prémium Alimentation Processeur 05 06 07 08 09 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 03 04 05 06 07 08 09 10 00 01 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 03 04 05 06 07 08 09 10 Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 05 06 07 08 09 00 01 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 Prémium Prémium Alimentation Processeur PS 10 03 04 05 06 07 08 09 10 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 AR726 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Alimentation Processeur TER Prémium 32 Entrées TOR Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR AUX 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS 00 01 02 03 04 GF 7/8 Processeur 05 06 07 08 09 10 AR727 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR AUX AUX Prémium 32 Entrées TOR TER Prémium Alimentation TER Prémium 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS 00 01 02 03 GF 9/10 Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR Prémium Prémium Alimentation Processeur 05 06 07 08 09 10 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR AUX AUX 00 04 AR728 Prémium 32 Entrées TOR TER Prémium Alimentation TER Prémium 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 PS 05 06 07 08 09 10 Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Prémium Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR PS 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Eclairage Extérieur Prémium 32 Entrées TOR AR725 Prémium 04 04 Auxiliaires Prémium 02 Prémium PS 32 Entrées TOR 03 03 Prémium Prémium Alimentation Processeur Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium Prémium 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX TER Processeur 01 Prémium PS 10 32 Entrées TOR GF 5/6 Prémium Alimentation 00 AR724 Prémium 32 Entrées TOR 02 Prémium 02 Chaufferie Prémium 32 Entrées TOR AUX 01 01 Prémium PS Prémium 01 AUX 00 PS 07 32 Entrées TOR TER Processeur TER Prémium PS 06 Prémium Tableau TGBT Secours Alimentation Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 02 Prémium PS 00 AUX 00 PS 05 32 Entrées TOR TER Prémium AUX PS Prémium 32 Entrées TOR AR791 Prémium TER Processeur TER Prémium PS 32 Entrées TOR Tableau TGBT Normal Alimentation 10 AUX Prémium 02 Prémium 09 Prémium 02 Prémium AUX 00 Prémium 32 Entrées TOR Processeur Prémium AUX PS Prémium 32 Entrées TOR AR723 Prémium Prémium TER Processeur TER Prémium Alimentation 08 32 Entrées TOR 20kV Général & ICA Prémium Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR 01 07 AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX 00 06 Prémium 01 TER Processeur Prémium 32 Entrées TOR AUX PS Prémium 32 Entrées TOR AR722 Prémium Prémium 32 Entrées TOR TER Processeur TER Prémium Alimentation 05 32 Entrées TOR 20kV Blériot Prémium Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR 01 Processeur AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR TER Prémium Prémium 32 Entrées TOR TER Processeur TER Prémium Alimentation Prémium Alimentation AR721 Délestage / Relestage Prémium Prémium TER 02 Prémium 32 Entrées TOR TER 01 Prémium 32 Entrées TOR TER 00 AR790 Prémium 32 Entrées TOR TER PS Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR AUX Prémium 32 Entrées TOR TER Prémium Prémium 32 Entrées TOR TER Processeur TER Prémium Alimentation TER Permutation Prémium 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 PS 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 28 2. Le Quart électrique Le Quart électrique peut aussi avoir le nom de permanence électrique. En effet, deux agents exploitations sont postés dans cette salle de commande 24h/24 7j/7 pour assurer la continuité de service de l'exploitation dans la mesure du possible. La salle de quart est dotée d'un pupitre de commande, un synoptique et un ensemble de supervision. Depuis ces organes d’interface Homme-Machine, il est possible de piloter l’ensemble des installations. Synoptique CTFE Supervision centrale ANA COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 29 Les agents d’exploitation sont chargés de « manager » l’exploitation afin qu’il n’y ait aucune coupure sur la plateforme. En cas de défaut sur l’installation, ils sont chargés d’effectuer un dépannage de premier niveau (réarmement d’un disjoncteur, changement d’un fusible … ). Le personnel de quart a aussi le titre de « chargé de consignation » car étant agents d’exploitation, ils sont les seuls autorisés à manœuvrer les équipements d’alimentation. Ils ont donc tous une habilitation électrique au niveau HC (Chargé de consignation Haute Tension). Ces agents sont alors habilités à rédiger des retraits d’exploitation (mise hors tension d’un équipement) mais aussi des attestations de consignation (mise hors tension avec une condamnation et une mise à la terre). 3. Le chef d'exploitation Le chef d’exploitation est comme son nom l’indique le responsable de l’exploitation c'est-à-dire que tout évènement d’ordre électrique sur la plateforme lui doit être remonté. Il est le responsable direct des agents d’exploitations de la salle de Quart. Sa principale mission est d’assurer la continuité d’alimentation électrique de la plateforme tout en maintenant les équipements en bon état de fonctionnement ou en insérant d’autres équipements au milieu des existants. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 30 III. REFLEXION SUR L'IMMERSION A. Mon expérience départements dans les différents 1. L'atelier Electrique Entant un électricien de formation d’origine, l’atelier électrique est l’atelier où j’ai pu approfondir mes connaissances. La particularité de cet atelier étant le travail sur de la haute tension ainsi j’ai été confronté à de nouvelles normes et règles de sécurité par rapport à la basse tension. J’ai ainsi pu assister à des livraisons de postes haute tension montés par des entreprises extérieures sur le chantier du satellite S4. Lors de ces livraisons, les techniciens électriques sont chargés de vérifier que le montage des équipements est conforme aux normes électriques Haute Tension. Des règles comme les rayons de coupure des câbles, les distances entre un transformateur et la structure métallique la plus proche m’ont été montrés et expliquées. L’état de propreté des postes et des équipements est aussi vérifié car de simples limailles ou poussières de fer peuvent nuire au bon fonctionnement des équipements. Tous les câbles du poste sont vérifiés un à un. Les synchronisations du contrôle commande sont testés manuellement avec les agents de l’atelier automatisme et des injections de courant électriques sont faites dans les câbles haute tension afin de déceler un éventuel défaut en collaboration avec un agent de quart. J’ai aussi suivi une opération de remplacement d’une protection numérique. Le travail de préparation est complexe car il faut programmer la nouvelle protection comme l’ancienne à l’aide de plusieurs logiciels et donc plusieurs fichiers transférés par un logiciel spécialisé. Une fois la protection reprogrammée, elle est testée dans une armoire de test où l’on simule des défauts afin de tester si les temps de réactions sont conformes au cahier des charges. Ensuite le montage dans la cellule se fait sans consignation de la partie haute tension mais après avoir averti les agents de quart. Cette opération fut enrichissante car elle montre bien que si la préparation est bien faite alors la commutation entre les deux protections se réalise sans embuches. Les essais périodiques de groupes sont aussi intéressants pour le technicien électrique car il doit contrôler le bon fonctionnement de l’alternateur d’un point de vue électrique à l’aide des mesures faites sur place. Les mesures sont la fréquence, la tension et le courant de sortie. Certains groupes remontent aussi le déphasage. Le technicien doit alors savoir interpréter ses différentes mesures et rendre compte au chef d’atelier si une anomalie fait face. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 31 2. L'atelier Diesel L’atelier diesel m’a fait découvrir le monde de la mécanique à grande échelle. J’ai ainsi appris le fonctionnement de ces machines grâce aux explications d’un technicien pendant sa ronde hebdomadaire en centrale. Cette ronde est basée sur un contrôle essentiellement visuel et à pour but de vérifier que les groupes électrogènes sont prêts à démarrer à tout moment sans problème. Pour cela, en position d’attente, les niveaux des différents fluides (eau, huile, gasoil) sont contrôlés et doivent être au niveau haut, les températures de préchauffage d’huile des moteurs ne doivent pas être inférieur à 40°C. Pendant cette ronde, le technicien m’a présenté l’ensemble de parc de moteurs diesels de la plateforme avec leurs particularités et leurs caractéristiques. Ensuite, j’ai été assisté aux essais hebdomadaires de groupes en collaboration avec un technicien électrique. Le diéséliste est chargé de contrôler que le moteur démarre bien et qu’il n’y a pas de fuites de fluides. Un essai groupe dure une heure et les différentes températures à des points stratégiques du moteurs sont régulièrement relevés. Les seuils hauts de température sont renseignés par le constructeur du moteur et si l’un d’entre eux est atteint, l’essai est stoppé et le technicien effectue une recherche approfondie de la cause de la panne. Si la panne n’est pas très importante, les techniciens de l’atelier effectuent le dépannage. J’ai pu assister à une visite annuelle d’un groupe par l’atelier. La machine est alors indisponible pendant deux semaines environ. Un planning de l’entretient est mis en place par le chef d’atelier qui se conforme aux exigences du constructeurs. Durant cet entretient, les différents filtres (huile, gasoil) sont remplacés ou nettoyés. Tous les joints démontés sont remplacés. Une vidange des turbocompresseurs a été effectuée. J’ai aussi pu assister les techniciens lors de la mesure des contraintes au niveau du vilebrequin. Ces mesures permettent de mesurer les déformations de celuici au millimètre près et les techniciens m’ont montré comment analyser ces résultats. Un atelier comme l’atelier diesel utilise différents produits chimiques nécessaires pour nettoyer les pièces des moteurs. Une information sur les règles de sécurités relatives à l’utilisation de ces produits m’a été donnée. J’ai ainsi pu constater que le choix et une connaissance de tous les produits avec les effets qui leurs sont liés est primordiale. Il faut choisir le produit qui a suffisamment de pouvoir de nettoyage sans pour autant qu’il « attaque » la matière de la pièce concernée. En conclusion, le passage dans cet atelier fut bénéfique pour moi car des notions en mécanique sur les groupes électrogènes ne peuvent qu’être bénéfiques pour la culture d’un ingénieur en électricité qui travaille dans un milieu où la continuité de service est primordiale. J’ai aussi découvert que malgré la taille des machines, tous les travaux restent très précis et méticuleux. Un professionnalisme des techniciens est donc de rigueur. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 32 3. L'atelier Automatisme Dans l’atelier automatisme, j’ai pu découvrir les technologies de communications entre les automates et les serveurs de la salle de Quart. Les agents de cet atelier m’ont permis d’étudier les liaisons en fibre optique. Pour cela, on m’a prêté du matériel de réserve et j’ai pu reproduire l’installation de la centrale en « miniature ». J’ai appris ce qu’était une redondance dans le domaine des communications optiques et j’ai pu tester les effets de l’auto cicatrisation (modification des protocoles) en cas de coupure d’une fibre. On peut voir sur cette image l’installation miniature mise sous forme d’une platine de test sur laquelle j’ai travaillé. En conclusion sur ces tests, la fibre optique est une technologie de liaison très efficace une fois bien paramétrée. Ce système permet d’être redondant grâce à l’auto cicatrisation ce qui est très avantageux compte tenu des exigences d’exploitation d’une plateforme comme Charles de Gaulle. J’ai aussi pu assister à une installation d’armoire de relayage vers un automate par une entreprise extérieure et donc voir les différents tests de synchronisation entre les informations envoyées par les cellules Haute Tension et l’automate correspondant nécessaire avant la mise en exploitation. Cette activité ayant un rôle de conception, j’ai pu assister les agents dans des projets de transformation d’une liaison filaire en une liaison optique. Des explications m’ont aussi été données sur le logiciel permettant de créer l’interface de supervision pour le quart. Pour la création de cette interface, j’ai retrouvé des notions qui m’ont été enseignés en cours d’informatique au sein de l’école. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 33 4. Le Quart Electrique Le Quart électrique est le premier département de l’activité électrique dans lequel mon immersion a commencé. Celle-ci a durée un mois durant lequel les équipes de jour m’ont expliqué le fonctionnement de la centrale d’un point de vue exploitation. Les agents de Quart, étant des chargés de consignation, m’ont appris les règles de sécurité et techniques de consignation d’une installation électrique en Haute Tension. Ceci fut très bénéfique pour moi car mon expérience s’arrêtait au domaine de la Basse Tension ainsi j’ai pu remarquer que la Haute Tension exige une rigueur supplémentaire lors de manœuvre d’organes de coupure. J’ai pu remarquer que les agents de quart préparent leur consignation à l’avance : ils étudient l’équipement à consigner, dessinent des schémas et se concertent concernant la marche à suivre. La plupart du temps ils partagent leurs expériences et leurs conseils sur le matériel à manœuvrer. La Haute Tension qui alimente cette exploitation peut avoir de graves conséquences pour le technicien et l’installation en cas d’erreur de manipulation. C’est pourquoi les agents mettent un point d’honneur à la communication ces informations. Dès les premiers jours, des documentations m’ont été fournies afin que je puisse comprendre le fonctionnement et la logique de la centrale. Sa particularité se situe au niveau du système d’alimentation par boucles qui assurent une redondance dans l’alimentation des postes. J’ai aussi suivi une formation constructeur d’une journée sur les cellules de la marque « efacec », récemment installées sur la plateforme. Cette formation nous a enseigné les procédures de changement des disjoncteurs de la marque. En collaboration avec l’atelier diesel, le quart est aussi chargé de la mise en route des groupes électrogènes. Ces groupes devant êtres démarrés lors d’essais ou de coupure par EDF, des règles sont à respecter lors du passage alimentation EDF vers alimentation groupe de production et inversement. Ils sont chargés et déchargés progressivement (selon une rampe) à l’aide des crans de délestage et relestage si l’utilisation des groupes est due à une coupure du réseau. Si les groupes sont en essais, ils sont alors couplés sur le réseau et donc débitent leur puissance sur celuici. La dernière chose remarquable de mon expérience est le rythme de travail des agents du quart. Leurs horaires se divisent en permanences de 12 heures (7h 19h ou 19h 7h) et les agents travaillent toujours en binôme. Un agent reste en permanence dans la salle de Quart et réceptionne les alertesd’anomalies, c’est le chef de quart. Le second agent, quant à lui, effectue tous les déplacements (pour les consignation/déconsignation et dépannages de premier niveau). COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 34 B. Analyse des départements interactions entre les L'exploitation de cette installation électrique requiert du personnel qualifié mais aussi de l'organisation afin d'assurer la continuité de service. Un chef d'exploitation est désigné pour coordonner et assurer les mises en services, les maintenances et les dépannages des différents équipements électriques. Toutes ces travaux se doivent d’être les plus transparents possibles aux yeux de la plateforme c'est-à-dire qu’il faut éviter au maximum la coupure électrique ou s’il elle est obligatoire, la faire de nuit. De ce fait, toutes les informations concernant les travaux sur l'exploitation doivent transiter par ce chef afin qu'il puisse donner son accord. De part ses fonctions, le chef d’exploitation doit est le responsable des agents d’exploitation (le quart électrique). Le quart électrique est en liaison permanente avec ce chef à qui il rend compte toute manœuvre ou toute remontée de défaut sur la plateforme. Pour ce qui est des autres ateliers de l’activité, ils sont dotés d’un chef d’atelier chargés de gérer ses techniciens spécialisés. Le chef d’exploitation va donc s’adresser aux chefs d’ateliers pour les demandes de travaux qu’ils soient préventifs ou curatifs en émettant un ordre de travail. Une fois cet ordre de travail émit, le chef d’atelier va effectuer une analyse du travail à effectuer d’un point de vue faisabilité, sécurité et compétences requises. Il va ensuite établir un planning pour son atelier, et émettre des demandes de consignations pour que ses techniciens puissent travailler en sécurité. Celles-ci transiteront par le chef d’exploitation qui doit à son tour modifier le fonctionnement de l’exploitation afin la continuité de service. Sur la demande de consignation figure une date, une heure et un lieu de rendez-vous pour les techniciens et les chargés de consignation. Au moment du rendez-vous, les agents de quart modifient le fonctionnement de l’exploitation afin de mettre hors tension la partie d’installation à consigner. Le chargé de consignation effectue donc sa consignation et signe une attestation de consignation pour les techniciens afin qu’ils puissent travailler. Les techniciens effectuent ensuite leur mission stipulée sur l’ordre de travail. Une fois les travaux terminés, le technicien rend compte à son chef d’atelier et demande au chargé de consignation de déconsigner l’équipement. Le technicien signe donc une attestation de fin de travaux en relation avec le chargé de consignation. La déconsignation est ainsi faite et une attestation de déconsignation est remise au technicien sur le projet. L’équipement est ainsi en remis en service. Si les travaux touchent un équipement en lien avec plusieurs ateliers, tous les techniciens reçoivent l’ordre de travail avec tous les détails du travail a effectué. Dans certains cas comme le travail sur un alternateur, l’atelier diesel doit consigner la machine à laquelle l’alternateur est couplé et l’alternateur doit être consigné par un chargé de consignation électrique. Les liaisons entre ses différents ateliers sont représentées schématiquement cidessous. On un retrouve un noyau qui est le chef d’exploitation et les ateliers sont sous ses ordres. Ainsi si deux ateliers doivent travailler ensembles, les informations doivent transiter par le chef d’exploitation. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 35 La particularité dans les interactions est celle de l’atelier électrique. Cet atelier est en lien direct avec le quart car les techniciens de cet atelier ne sont pas des chargés de consignation. Ainsi, toute consignation électrique doit passer par un chargé de consignation qui est un agent du quart. S’il n’y pas de consignation à faire pour le travail sur un équipement, le chef d’exploitation s’adressera directement au chef de l’atelier électrique. Atelier Electrique Quart Electrique Chef D'exploitation Atelier Automatisme Atelier Diesel Les techniciens des ateliers ont tout de même des missions communes concernant plusieurs ateliers en même temps. Par exemple, lors des essais périodiques de groupes électrogènes, il y a un technicien électrique et un technicien diéséliste avec chacun ses points à contrôler qui travaillent en collaboration. On peut en conclure sur ses interactions quelles sont permanentes et passes toujours par le chef d’exploitation. Ce mode de fonctionnement permet de garantir une sécurité supplémentaire dans la continuité de service. Les agents d’exploitation sont les manipulateurs de l’exploitation et peuvent être schématisés par les yeux et les mains du chef d’exploitation. Je n’arrive pas a bien phraser !!!! COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 36 C. Bilan personnel de fin de stage Ce stage au poste de « technicien » dans cette entreprise m’a beaucoup apporté sur le travail dans le monde de l’électricité. Ce monde ne m’était pas inconnu mais le domaine de la Haute Tension a été totalement nouveau. COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011 37 CONCLUSION COUDERT Charles Rapport de stage 2AE – Année 2010 / 2011
