Rapport de stage DXM ONEEB

Rapport de stage
Au sein de l’Office National de l’Électricité et de l’eau Potable
Sujet : Automatisation de la séquence d’échantillonnage pour les silico-mètres du
PED
Réalise Par :
Sous l’encadrement de :
 Fatima-zahra ROCHDI
 Nour-Eddine BLILA
Période
: Du 01/02/2019 au 31/03/2019
 Mr. Fakhr-Eddine EL KOUHLANI (OFPPT- ISIM)
 Mr. Mohamad HAFIANI (ONEE-BE / DXM)
Remerciements
C’est rarement que nous pouvons rencontrer des gens aussi aimables,
serviables et accueillants que chez ONEE-Mohammedia où règne l’esprit de
solidarité et d’entraide qui rend le travail aussi plaisant qu’instructif et c’est pour
cela que nous profitons de cette occasion pour remercier tous ceux qui ont
contribué au bon déroulement de notre projet industriel de fin de formation.
Nous tenons à remercier profondément le directeur de la DXM Mr FETIAN
Noureddine, Mr BOUSLOUM Saïd, chef de division, Mr AL ALAOUI
HASSANI Youssef, chef du service électrique et contrôle commande et Mr
MAAZI Abdelmadjid le chef de section contrôle commande, pour la qualité de
son travail, et spécialement Mr HAFIANI Mohamad notre encadrant pour nous
avoir guidé durant cette période de stage malgré ses nombreuses préoccupations
et sa grande responsabilité, et finalement nous tenons à remercier tous les agents
de service de C.C pour nous avoir encouragés et nous avoir donnés l’envie de
travailler et faire tous nos efforts pour avoir un bon résultat .
Nous remercions également nos encadrants d’école Mr ELKOUHLANI et
Enfin que tous ceux qui ont contribué, de près ou de loin au bon déroulement de
ce stage, trouvent ici l’expression de notre reconnaissance et notre remerciement.
~2~
Dédicace
Nous dédions ce modeste travail :
A Nos chers parents. Aucun hommage ne pourrait être à la
hauteur de l’amour dont ils ne cessent de nous combler.
Que dieu leur procure bonne santé et longue vie.
A nos frères, qui nous ont toujours soutenus.
A notre famille, et nos amis
A tous nos professeurs : Leur générosité et leur soutien
nous obligent de leur témoigner notre profond respect et
notre loyale considération.
Et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin pour
que ce projet soit possible, nous vous disons MERCI.
~3~
Résumé
Afin de parfaire notre parcours professionnel, nous sommes amenés à effectuer
un stage au sein d’une entreprise.
Ce stage de fin d'études a été réalisé au sein de l’office national d’électricité et
de l’eau potable branche électricité (ONEE-BE) à la centrale thermique de
Mohammedia, destinée à produire de l’énergie électrique.
Pendant ce stage, nous avons réalisé un projet consistant à automatiser la
séquence d’échantillonnage pour les silico-mètres du poste eau
déminéralisée (PED). C’est à cet égard, que notre rapport de stage s’articule.
Notre rapport de stage est fragmenté en quatre chapitres : le premier contient
une brève présentation de l’entreprise d’accueil ONEE-BE, ses activités et son
organigramme ;le deuxième chapitre est consacré à l’étude du principe de
fonctionnement du PED ; le troisième chapitre contient une étude du nouveau
système contrôle commande installée au PED ; et enfin le quatrième chapitre
dans lequel on discute une solution d’automatisation et de supervision de PED.
~4~
Abstract
In order to perfect our professional career, we must do an internship in a
company.
This final training was conducted at the National Office of Electricity and
Drinking Water (ONEE-BE), precisely at the Mohammedia thermal power
plant, intended to produce electrical energy.
During this internship, we realized a project to automate the sampling sequence
for the silico-meter demineralized water (PED). This is the subject of our
internship report.
Our internship report is divided into four chapters: the first contains a short
presentation of the host company ONEE-BE, its activities and its organization
chart; the second chapter is dedicated to the study of the operating principle of
the PED; the third chapter contains a study of the new control-command system
installed in the PED; and finally the fourth chapter in which a solution for
automation and supervision of PED is discussed.
~5~
Table des matières
Résumé ..................................................................................................................................................... 4
Abstrat ...................................................................................................................................................... 5
Liste des figures ....................................................................................................................................... 8
Liste des tableaux .................................................................................................................................... 9
Liste des Abréviations ........................................................................................................................... 10
Introduction générale ............................................................................................................................ 11
CHAPITRE I : Présentation de l’ONEE-BE & principe de fonctionnement de la DXM ................................... 12
Présentation de l'ONEE-BE ......................................................................................................... 13
I.
1.
Présentation ............................................................................................................................... 13
2.
Présentation de la DXM ............................................................................................................ 15
3.
Direction de l’ONEE ................................................................................................................. 18
4.
Principe de fonctionnement de la centrale thermique ........................................................... 18
CHAPITRE II : Etude du principe de fonctionnement du PED ....................................................................... 25
INTRODUCTION ......................................................................................................................... 26
I.
II.
GENERALITES SUR L’EAU .................................................................................................. 27
1.
Propriétés de l’eau ..................................................................................................................... 27
2.
Eau brute .................................................................................................................................... 27
3.
Eau déminéralisée...................................................................................................................... 28
4.
Caractéristiques chimiques de l’eau brute et de l’eau déminéralisée ................................... 29
III.
Poste de Traitement d’eau ........................................................................................................ 29
1.
Description de l’installation de traitement .............................................................................. 29
2.
Schéma de principe du poste eau déminéralisée ..................................................................... 31
3.
Description des différentes unités du poste ............................................................................. 31
CHAPITRE III : Etude du nouveau système contrôle commande installée au PED ....................................... 34
La rénovation de PED ................................................................................................................... 35
I.
1.
II.
1.
III.
Solution contrôle-commande proposée.................................................................................... 35
La comparaison entre le nouveau et l’ancien système ........................................................... 35
Le système ancien ...................................................................................................................... 35
Silice et des analyseurs de silice ................................................................................................ 40
1.
Définition .................................................................................................................................... 40
2.
Incrustation de silice dans les chaudières ................................................................................ 41
3.
Les types des analyseurs de silice :........................................................................................... 41
~6~
CHAPITRE IV : Etude et proposition d’une solution pour la protection silice au niveau du nouveau système.
..................................................................................................................................................................... 45
L’étude de l’analyseurs de silice nouvellement installée au PED : ........................................... 46
I.
1.
Domaine d'application .............................................................................................................. 46
2.
Mesure de la silice...................................................................................................................... 46
3.
Sorties signal .............................................................................................................................. 47
4.
Fonctionnement ......................................................................................................................... 47
II.
1.
Étude critique de l’installation existante et proposition d’amélioration : ............................ 48
Etude critique de la solution existante :................................................................................... 48
2. Solution proposée pour la protection silice au niveau du système contrôle commande du
PED ................................................................................................................................................ 50
Conclusion générale .............................................................................................................................. 55
Annexe .................................................................................................................................................... 56
Synthèse du rapport .............................................................................................................................. 60
~7~
Liste des figures
Figure 1 : Organigramme de la DXM ........................................................................................................... 17
Figure 2: Schéma de principe de fonctionnement d’une tranche de la DXM ............................................. 19
Figure 3: Transformation de l’énergie ......................................................................................................... 20
Figure 4: Les chaines de production. ........................................................................................................... 31
Figure 5: Le relais cyclique........................................................................................................................... 36
Figure 6: ancien tableau de commande ...................................................................................................... 36
Figure 7: nouveau système de supervision ................................................................................................. 39
Figure 8:nouvelle architecture du système ................................................................................................. 40
Figure 9:OXYDE DE SILICIUM ....................................................................................................................... 40
Figure 10:SILICE CRISTQLLINE ...................................................................................................................... 40
Figure 11:Analyseur de silice 2800Si ........................................................................................................... 41
Figure 12:ANALYSEUR DE SILICE ABB .......................................................................................................... 42
Figure 13:Analyseur de silice 600 ABB ........................................................................................................ 43
Figure 14:Analyseur de AMI silica mètre..................................................................................................... 44
Figure 15:Analyseur de AMI silica mètre..................................................................................................... 46
Figure 16 : vue d'ensemble instrument de silco-metre .............................................................................. 47
Figure 17: Diagramme d’ISHIKAWA reltive au dysfonctionnement des analyseur de silico-metre............ 49
Figure 18: grafcet établie pour le fonctionnement du PED ........................................................................ 51
Figure 19 : configuration matérielle ............................................................................................................ 52
Figure 20 : mnémoniques ............................................................................................................................ 52
Figure 21 : commande des électrovannes LADDER..................................................................................... 53
Figure 22: La première vue de supervision ................................................................................................. 53
Figure 23: La deuxième vue de supervision ................................................................................................ 54
Figure 24 : La troisième vue de supervision ................................................................................................ 54
~8~
Liste des tableaux
Tableau 1: Parc de production électrique de l’ONEE .................................................................................. 13
Tableau 2: Faits marquants de la centrale thermique de Mohammedia.................................................... 16
Tableau 3: Fiche signalétique de la centrale thermique de Mohammedia................................................. 17
Tableau 4: Caractéristique Chimique de l’eau brute et déminéralisée....................................................... 29
~9~
Liste des Abréviations
ONEE-BE : Office National d’Electricité et de l’Eau potable- Branche Electricité.
CTM : Centrale Thermique de Mohammedia.
DXM : Direction d’exploitation de Mohammedia.
F.O : Fioul-oïl.
SH : surchauffeur.
RH : resurchauffeur.
RALJ : Réchauffeur d’air rotatif (Ljungstrom).
FP : Fonction Principale
FC : Fonction Contrainte
Corps HP : Corps Haute Pression.
Corps MP : Corps Moyen Pression.
Corps BP : Corps Basse Pression
RA1 et RA2 : Les ramoneurs pour le nettoyage du RALJ.
PSI : (pound per square inch) unité de pression avec 1psi=0,7bar.
API : Automate Programmable Industriel
CPU : Central Processing Unit ou unité centrale de traitement.
Profibus : Process Field Bus, bus de terrain propriétaire, c’est une norme de communication dans le monde
de l’industrie.
NB : Dans quelques contextes nous utilisons le terme DXM pour la CTM. Un ramoneur est parfois désigné
par un souffleur de suie. Alors ne mettez pas de confusion entre les termes.
Ppm : Partie par million
Ppb : Partie par billion
Nm3/h : Normal Mètre cube / heure
mmH2O : millimètre colonne d’eau
PSI : livre par pouce carré « Pound Per Square Inch »
SNCC : Système numérique de contrôle commande
PEM : Prise Eau de Mer
PED :poste eau déminéralisé
~ 10 ~
Introduction générale
L’énergie électrique constitue un enjeu majeur du développement économique, c’est une
nécessité fondamentale pour le développement d’un pays voire un facteur indispensable
d’amélioration des conditions de vie.
Pour réponde à la demande croissante de l’énergie électrique et pour être au rendez-vous
avec le développement que connait notre pays, l’ONEE s’est lancé dans la création de
nouveaux sites de production de l’énergie électrique ainsi que le recrutement des ressources
humaines. Cette énergie peut être générée par différents moyens répartis à travers le royaume
(les turbines à gaz, les turbines hydrauliques, les turbines à vapeur, les groupes diesel…).
En effet, les turbines utilisées dans la centrale thermique Mohammedia, branche électricité
(ONEE-BE) sont celles de la vapeur.
L’eau vaporisée contient une quantité d’oxyde silicium qui se transforme en dépôts quand
la vapeur se refroidit. Par conséquence, la conductivité thermique des ailettes de la turbine
diminue et le rendement du système diminue aussi. La silice peut même engendrer des
ruptures au niveau de la turbine.
Pour éviter ces conséquences, l’eau doit être traitée en éliminant le maximum possible
d’oxyde de silicium, et pour cette raison, le poste d’eau déminéralisée (PED) est mis en place.
Et pour mesurer le taux de silice dans l’eau sortante du PED, ils ont adopté des silico-mètres,
qui sont encore hors service.
Dans cette optique, et en complément de notre formation à l’Institut Spécialisé Industriel
de Mohammedia nous avons effectué un stage de 2 mois au sein de l’Office National
d’Electricité et de l’Eau potable, centrale thermique de Mohammedia.
L’objectif de notre stage consiste à étudier l’automatisation de la séquence
d’échantillonnage pour les silico-mètres de PED de la DXM.
Ce travail commencera par une présentation de l’ONEE-BE et principe de fonctionnement
de la DXM, ainsi que l’étude du principe de fonctionnement du PED, ensuite étude du
nouveau système de contrôle commande installé au PED.
Le dernier chapitre sera composé de deux parties, la 1ère partie sera consacrée à l’étude des
analyseurs de silice nouvellement installés au PED, et dans la 2ème partie nous allons proposer
une solution pour la protection silice au niveau du nouveau système.
En fin nous terminerons par une conclusion générale.
~ 11 ~
CHAPITRE I : Présentation de l’ONEE-BE & principe
de fonctionnement de la DXM
Au cours de ce chapitre, nous allons présenter ONEE-BE, l’entreprise
d’accueil et la politique menée par cet organisme pour satisfaire le
besoin du Maroc en énergie électrique, ensuite nous allons présenter la
direction d’exploitation de Mohammedia comme étant le lieu de stage où
nous allons préciser les événements marquants depuis sa création.
~ 12 ~
I.
Présentation de l'ONEE-BE
1. Présentation
L’Office National de l’Électricité et de l’eau potable (O.N.E.E) branche électricité est
un établissement public à caractère industriel et commercial, doté de la personnalité civile et
de l’autonomie financière et a été caractérisé depuis sa création par l’exclusivité de la
production et le transport de l’énergie électrique ; il assure également sa distribution dans
plusieurs provinces du Royaume notamment en milieu rural. Les droits et obligations de
l’O.N.E.E-BE sont définis dans un cahier de charge approuvé par décret en 1947, dans lequel
sont définies les conditions techniques, administratives et financières relatives à l’exploitation
des ouvrages de production, transport et distribution de l’électricité.
L’ONEE-BE opère dans les quatre métiers-clés du secteur de l’électricité : la production, le
transport, la distribution et les énergies renouvelables.
1.1 La production
L’ONEE-BE assume la responsabilité de fournir, sur tout le territoire national et à tout
instant, une énergie électrique de qualité dans les meilleures conditions économiques. En fait,
elle assure la fourniture de l’énergie par l’exploitation directe d’unités de production ainsi que
par les ouvrages qu’elle a confiés à des opérateurs privés dans le cadre de contrat de la
production. Au-delà de la gestion technique et de l’amélioration des ouvrages de son parc de
production, l’ONEE-BE développe de nouveaux moyens de production et de nouvelles
technologies en conciliant performance économique, expertise technique et préservation de
l’environnement.
Tranches
Puissance installée en MW
Usines hydrauliques
STEP
Centrales thermiques vapeur
Charbon (y compris JLEC)
Fioul
Centrales turbines à gaz
Cycle combiné
Thermique Diesel
Total Thermique
Eolien
Solaire
TOTAL ONEE
1 306
464
3 145
2 545
600
1 230
834
203
5 412
898
181
8 261,694
Tableau 1: Parc de production électrique de l’ONEE
~ 13 ~
1.2 Le transport
Ayant pour mission d'assurer le transport de l'énergie électrique et la sécurité d'alimentation
du pays, l'ONEE-BE développe et renforce son réseau de transport qui couvre la quasi-totalité
du territoire national. D'une longueur totale de 20 350 km en 2009, le réseau de transport
national est interconnecté aux réseaux électriques espagnol et algérien, dans l'objectif de :
 Renforcer la fiabilité et la sécurité d'alimentation.
 Bénéficier de l'économie potentielle sur le prix de revient du kWh.
 Intégrer le marché électrique national dans un vaste marché euromaghrébin.
Il a été procédé en 2006 au doublement de la capacité de transit de l'interconnexion
électrique entre le Maroc et l'Espagne de 700 à 1400 MW. L'ONEE-BE a également mis sous
tension en septembre 2009, le renforcement de l'interconnexion Maroc-Algérie augmentant
ainsi la capacité de transit de 700 à 1400 MW. Avec le renforcement des interconnexions, le
Maroc est devenu un carrefour énergétique entre les deux rives de la Méditerranée et offre
l'infrastructure de base à l'émergence d'un véritable marché de l'électricité. Pour répondre aux
besoins du pays en énergie électrique, l'ONEE-BE a lancé un vaste programme de
développement du réseau national de transport et de mise en place de véritables " autoroutes
de l'électricité " vers les pays voisins. Ce programme comprend :
 L'extension et le renforcement des lignes 400 kV, 225 kV et 60 kV.
 Un nouveau dispatching national pour assurer une meilleure gestion technicoéconomique
des moyens de production et de transport.
1.3 La distribution
La distribution de l’énergie électrique sur le territoire marocain est assurée :
 Soit directement par l’ONEE-BE, notamment en zone rurale et dans plusieurs centres
urbains.
 Soit par des régies de distribution.
 Soit en gestion déléguée dans les villes de Rabat, Casablanca, Tanger et Tétouan, dans
lesquelles elle est assurée respectivement par les opérateurs Rédal,.Lydec,.Amendis Tanger et
Amendis Tétouan.
~ 14 ~
1.4 Les énergies renouvelables :
Le Maroc dispose de gisements importants en énergies renouvelables, notamment pour le
solaire et l’éolien :

Solaire : un rayonnement moyen de 5KWh/m²/j.

Éolien : un potentiel éolien de plus de 6000MW.

Petite Hydraulique : Un potentiel significatif pour les microcentrales hydrauliques
de plus de 200 sites exploitables.
1.5 Missions et objectif :
Sa mission est de satisfaire la demande en électricité au Maroc aux meilleures conditions de
coût et de qualité de service. Avec plus de 9000 collaborateurs et plus de 3,5 millions de
clients, l’ONEE-BE exerce des activités centrées sur les métiers de l’énergie électrique :
Production, Transport, Distribution et Énergies Renouvelables. Sa politique ambitieuse de
développement est un acteur majeur du développement économique et du progrès social du
pays.
Les principales missions de l'ONEE-BE consistent à :

Répondre aux besoins du pays en énergie électrique.

Gérer et développer le réseau du transport de l’énergie.

Planifier, intensifier et généraliser l'extension de l'électrification rurale et d'une
façon plus générale, gérer la demande globale de l'énergie Électrique.
2. Présentation de la DXM
2.1 Historique de la DXM
Pour satisfaire les besoins constamment en croissance en énergie électrique, l’Office
National de l’Electricité a mis en place, depuis 1972 un plan d’action, ayant pour but la
construction des usines hydroélectriques afin de subvenir aux besoins en énergie électrique en
heures pleines et de pointe, et des centrales thermiques dans le but d’assurer le besoin en
énergie de base.
Parmi les objectifs du plan thermique de l’Office National de l’Electricité figure le projet de
construction de la Centrale Thermique de Mohammedia en quatre tranches de 150 MW
chacune. Les premières études du projet ont été lancées en 1973, traitant simultanément trois
axes :
~ 15 ~

La centrale thermique proprement dite.

Les ouvrages de prise d’eau.

Le poste électrique d’interconnexion et d’évacuation de l’énergie.
Voici en bref quelques faits marquants de la centrale thermique de Mohammedia :
Février 1976
Lancement de l’appel d’offres international pour la construction de la centrale
proprement dite
Juin 1977
Signature du marché de construction de la centrale proprement dite
Septembre 1977
Lancement de l’appel d’offres international pour la construction des ouvrages
en mer
Août 1978
Signature du marché de la construction des ouvrages en mer
Octobre 1981
Mise en service de la première tranche.
Février 1982
Mise en service de la deuxième tranche. (Ces deux tranches ont été construites
pour fonctionner en fuel-oil). Par ailleurs, dans le cadre d’alléger la facture
pétrolière du pays, les tranches n°3 et n°4 ont été construites pour fonctionner
en charbon ou en fuel-oil
Avril 1986
Mise en service de la troisième tranche au charbon
Juillet 1986
Mise en service de la quatrième tranche au charbon
Tableau 2: Faits marquants de la centrale thermique de Mohammedia
~ 16 ~
2.2 Fiche signalétique
Dénomination
Direction Exploitation Mohammedia
Siège social
Mohammedia
Forme juridique
Division de l’Office National d’Électricité
Début des travaux de construction
1978
Date de mise en service
Octobre 1981
Objet social
La production de l’énergie électrique
Capacité de production
4 tranches de puissance unitaire de 150 MW
Tableau 3: Fiche signalétique de la centrale thermique de Mohammedia
2.3 Fiche hiérarchique
Comme dans toutes les grandes entreprises, la direction de l’ONEE-BE joue un rôle très
important dans la gestion et le bon fonctionnement de l’entreprise.
Direction DXM
Service Contrôle de Gestion
Service Ressources humaines
Service approvisionnement et gestion
de stocks
Service sécurité
Service Comptabilité
Division d’exploitation
Division Technique
Service Conduite
Service Contrôle Qualité
Service Electrique et
Contrôle Commande
Service Méthodes
Service Mécanique
Figure 1 : Organigramme de la DXM
Service Chaudronnerie et
Isolation thermique
Service Labo-Chimie
~ 17 ~
3. Direction de l’ONEE
La direction d’exploitation de la DXM s’est préoccupée d’améliorer les performances de la
centrale et son impact sur l’environnement, et ceci en répondant aux normes internationales en
matière de protection de l’environnement et en améliorant la conception de la centrale.
L’organisation de la DXM est constituée des services suivants :
3.1 Service de ressources humains
Ce service est chargé de recrutement de nouveau personnel et leur intégration dans la
société, ainsi que l’établissement du plan de carrière et catégories du personnel.
3.2 Service AGS
Service Approvisionnement et Gestion de Stocks, chargé de l’approvisionnement de
l’usine en pièces de rechange et en matériel nécessaire, et de la gestion du matériel disponible.
Il traite les demandes d’achat des différents services et s’occupe des consultations directes (ou
des appels d’offres suivant le montant) afin d’assurer l’approvisionnement des installations.
4. Principe de fonctionnement de la centrale thermique
4.1 Description générale
La centrale thermique de Mohammedia (CTM) est classée la deuxième après celle de
JorfLasfar. Elle se situe près de la mer pour les besoins d’eau et de réfrigération. La DXM se
compose de 4 tranches, chacune est de 150MW de puissance en pleine charge. Deux tranches
fonctionnent au fuel-oil et les deux autres au charbon.
Chaque tranche est constituée de ces fameux auxiliaires :
 Chaudière (générateur de vapeur) : système permettant d’augmenter la
température d’un fluide, Elle est composée de :
 Une chambre à combustion
 Réchauffeur d’eau d’alimentation (Un économiseur)
 Ballon
 Des sections d’échanges thermiques :
 Trois surchauffeurs (SH1, SH2 et SH3)
 Un resurchauffeur (RH)
~ 18 ~
Le complexe complet, de façon fonctionnelle, est capable d’engendrer une vapeur couvrant
une chambre de combustion (le foyer).

Un alternateur : de 187,5MVA à 15KV à excitation statique à thyristor
alimenté par un transformateur placé en soutirage à la borne de l’alternateur et
refroidi à l’hydrogène.

Un transformateur : Au sein de la centrale thermique on distingue deux
types de transformateurs :

Transformateur principal : qui transforme 15 KV à 225KV servant à
l’évacuation de l’énergie vers le réseau national.
 Transformateur de soutirage qui transforme 15KV à 6,6KV afin
d’alimenter les auxiliaires de la tranche.
Figure 2: Schéma de principe de fonctionnement d’une tranche de la DXM
~ 19 ~
4.2 Cycle de transformation des énergies

1ère transformation : l’énergie chimique contenue dans le combustible se
transforme en énergie calorifique dans la chaudière.

2ème transformation : l’énergie calorifique produite par la chaudière se transforme
en énergie mécanique dans la turbine.

3ème transformation : l’énergie mécanique produite par la turbine se transforme
en énergie électrique dans l’alternateur que l’on excite, celle-ci est ensuite évacuée au
réseau à travers un transformateur élévateur.
Comb
ustibl
e
Energie
chimique
Energie
calorifique
Energie
Cinétique
Energie
Electrique
Résea
u
Figure 3: Transformation de l’énergie
4.3 Analyse du schéma
Pour son fonctionnement, la CTM utilise deux combustibles qui sont le fuel et le charbon.
1. Le fuel est stocké dans deux bâches de stockage de 30 000 m3 chacune, c’est un
fuel de second degré et il ne subit pas de traitement avant la combustion, il est tiré
par la pompe de gavage de la bâche vers le foyer.
2. Le charbon est stocké dans un parc de capacité de 240 000 tonnes, avant son
utilisation il est conduit du parc vers la tranche par un convoyeur, passe dans un
silo avant d’être concassé dans un broyeur qui le raffine, puis il est injecté dans le
foyer.
 Foyer de la chaudière et économiseurs
Le foyer est la partie de la chaudière où se passe la combustion, il reçoit en entrée l’air de
combustion en provenance du ventilateur souffleur, qui injecte l’air dans le foyer en le faisant
passer par un RALJ (Réchauffeur d’air Ljungstrom) qui joue le rôle d’économiseur d’énergie.
L’autre entrée du foyer est l’entrée du combustible, le Fuel par exemple entre par un
pulvérisateur (un déflecteur pour le Charbon) qui l’injecte dans le foyer sous forme de vapeur.
~ 20 ~
 Démarrage des tranches et combustibles
Pendant le démarrage, les tranches à Fuel consomment d’abord le Propane puisqu’il a un point
d’inflammation moins élevé, avant d’atteindre la phase de fonctionnement au Fuel (de même
pour les tranches à Charbon où on démarre avec le Gasoil, puis le Fuel avant d’utiliser le
Charbon), le Fuel entre avec un débit de 32 T/h (le Charbon à 54T/h). Le combustible est brûlé à
l’aide de 9 brûleurs pour les tranches à Fuel (16 pour les tranches à Charbon), constitués d’un
allumeur électrique.
La combustion génère des gaz chauds qui sont conduits pour céder leur énergie calorifique
au générateur de vapeur rempli d’eau déminéralisée. Avant leur expulsion dans l’atmosphère, ils
passent d’abord dans les surchauffeurs SH1, SH2 et SH3, le resurchauffeur, l’économiseur et le
RALJ pour en récupérer le maximum de chaleur et l’exploiter dans le cycle.
 Poste ED
L’eau remplissant le générateur de vapeur est une eau déminéralisée, pour la produire on
utilise l’eau industrielle, qui entre dans le poste Eau Déminéralisée.
 Bâche Alimentaire
Après la déminéralisation, l’eau est stockée dans une bâche qui alimente le condenseur. L’eau
contenue dans le condenseur est extraite à l’aide de la pompe d’extraction, passe dans des
réchauffeurs BP (Basse Pression, qui utilisent des soutirages de vapeur de la partie basse pression
de la turbine pour réchauffer l’eau) pour arriver à la bâche alimentaire, puis à l’aide de la pompe
alimentaire, l’eau passe par les réchauffeurs HP (Haute Pression), et par l’économiseur pour
arriver à une pression de 165 Bar qui lui permettra d’accéder au ballon de la chaudière.
 Ballon de la chaudière
Le contenu du ballon est une émulsion d’eau et de vapeur sous une pression de 155 Bar.
Ce ballon contient des chicanes et des cyclones qui aident à la séparation de l’eau et de la vapeur,
l’eau passe à la chaudière pour être réchauffée puis retourne au ballon sous forme de vapeur.
~ 21 ~
 Surchauffeurs
La vapeur contenue dans le ballon est une vapeur humide, elle contient une grande quantité
de gouttelettes d’eau qui peuvent endommager les ailettes de la turbine, donc avant son accès à la
turbine, elle passe par les surchauffeurs SH1, SH2 et SH3 qui utilisent l’énergie calorifique
collectée des gaz d’échappement pour réchauffer la vapeur jusqu’à atteindre une température de
540°C et une pression de 137 Bar. Dans ces conditions de température et de Pression, la vapeur
devient une vapeur sèche, puis elle accède au corps HP (Haute Pression) de la turbine.
 Resurchauffeur
A la sortie du corps HP la vapeur est caractérisée par une température de 340°C et une
pression de 38 Bar, elle passe par le resurchauffeur RH pour atteindre 540°C et 34 Bar grâce à
l’énergie des gaz d’échappement, puis cette vapeur accède au corps MP (Moyenne Pression). La
sortie du corps MP est directement bouclée avec le corps BP (Basse Pression).
 Condenseur
Après sa détente dans les différents corps de la turbine, la vapeur atteint une pression de 0,04
bar, elle passe ensuite au condenseur sous vide (le vide est créé pour faciliter la condensation de
la vapeur et la descente des gouttes d’eau) dans lequel elle se refroidit pour atteindre une
température de 38°C, et repart au ballon créant ainsi un circuit fermé d’eau-vapeur.
 Circuit de refroidissement
Le circuit secondaire joue un rôle de refroidissement d’eau dans le condenseur, ceci est
effectué par l’extraction de l’eau de mer à l’aide d’une pompe de circulation. Cette eau passe
dans le condenseur puis elle est rejetée dans la mer.
 Turbine et alternateur
La détente de la vapeur dans les corps de la turbine entraine son arbre dans un mouvement de
rotation avec une vitesse de 3 000 tr/min. cette rotation est transmise à l’arbre de l’alternateur qui
transforme cette énergie mécanique en énergie électrique. Sa sortie est donc le lieu d’une tension
de 15 KV et une puissance apparente de 180 MVA, qui passe par un transformateur
élévateur/abaisseur qui la transforme en 225 KV pour l’injecter au réseau.
~ 22 ~
4.4 Service Sécurité
Ce service veille à la sécurité de l’office, et intervient en cas d’incendie. Il assure ainsi les
combinaisons, les chaussures et tous composants de sécurité aux personnels.
4.5 Service Comptabilité
Service Chargé du côté financier, de la réception des factures et l’établissement du bilan
comptable.
4.6 Service Contrôle de gestion
Service qui contrôle la bonne gestion de l’entreprise au niveau matériel et des moyens
humains, sans oublier la gestion du budget tout au long de l’année.
4.7 Division Exploitation
La division Exploitation est chargée de la surveillance des installations et des conduites, de
l’analyse des incidents d’exploitation en collaboration avec les services suivants :
 Service conduite : Ce service veille à l’amélioration de la disponibilité du matériel
à travers une bonne conduite des unités de production et des communs.
 Service Mécanique :

Veille à l'entretien et aux réparations des équipements mécaniques,

Supervise les commandes étrangères des pièces de rechange du service,

Suit la fabrication des pièces de rechange mécaniques
 Service Chaudronnerie et Isolation thermique : Assure la maintenance du
matériel et des installations de la Centrale dans les meilleures conditions de qualité, coût
et délais.
 Service Labo-Chimie : Le laboratoire chimie effectue des contrôles et des
analyses afférents au processus d’exploitation afin d’assurer la préservation des
installations dans le cadre d’un programme de maintenance préventive.
 Service Electrique et Contrôle Commande : C’est au sein de ce service que
nous avons effectué notre stage. Ce service a un ingénieur à sa direction. Il est dit chef de
service. Sous sa responsabilité, nous trouvons un chef de section.
~ 23 ~
4.8 Division Technique
 Service Contrôle Qualité :
Le service contrôle régulièrement l’état des équipements dynamiques (pompe, moteur…),
statiques (tubes d’écrans, ballons, bacs…) en faisant appel à plusieurs méthodes de contrôle, à
savoir, entre autres, le contrôle vibratoire, le contrôle non destructif (CND). Le service supervise
également le dépotage et l’inventaire physique des combustibles liquides.
 Service Méthodes :
Le service méthodes s’occupe de la préparation des travaux de maintenance nécessaires à
l’atteinte des objectifs des performances opérationnelles et de maintien en bon état du matériel,
de la bonne gestion des dossiers appareils des installations et de l’élaboration des cahiers de
charge pour les prestations de fourniture, de service ou de travaux.
~ 24 ~
CHAPITRE II : Etude du principe de fonctionnement
du PED
Au cours de ce chapitre, nous allons décortiquer les unités du poste ED
en mentionnant les éléments principaux dans ce poste, ensuite on va
élaborer le fonctionnement du poste ED,
~ 25 ~
I.
INTRODUCTION
L’eau est un corps pur de formule H2O, extrêmement abondant sur la terre. Le volume d’eau
contenu dans les océans (1milliard de Km3 ) constitue 97% de nos ressources en eau ; les 3%
restants sont contenus dans les calottes glaciaires, les cours d’eau et les nappes souterraines.
L’eau joue dans la vie de l’être humain un rôle capital sur le plan biologique et sur le plan
industriel (25m3 d’eau par tonne d’acier, 200m3 par tonne de papier). La composition de l’eau a
été déterminée en 1783 par Lavoisier et Meusnier (deux parties d’hydrogène, un d’oxygène).
L’eau naturelle est un mélange d’eau lourde D2O et d’eau mixte DHO, ces deux dernières étant
en proportions très faibles. C’est un liquide incolore, inodore et sans saveur qui se solidifie à O°C
et bout à 100°C sous la pression atmosphérique normale, ces valeurs ayant été prises pour définir
l’échelle centésimale. A partir de 1200°C, l’eau se dissocie en hydrogène et en oxygène. Elle
intervient dans de très nombreuses réactions chimiques (oxydation, réduction, hydrolyse). Elle se
fixe sur certains corps en donnant des hydrates. Vers le début de ce troisième millénaire,
l’approche de libéralisation des marchés a recouvert la quasi-totalité du monde industriel. Le
secteur de l’électricité, en étant un des principaux acteurs, se voit à son tour concerné par cette
approche.
A ce titre, l’ONEE est en cours de préparation d’un projet de réforme visant la modernisation
du service public et l’ouverture progressive du marché électrique marocain.
Conscient de l’ampleur de ce fait, l’office a tracé des enjeux stratégiques lui permettant de
faire face aux exigences d’un nouveau marché libre et purement concurrentiel. Un enjeu majeur
parmi ceux esquissés consiste à assurer la compétitivité des prix pour les clients industriels dans
le contexte d’ouverture de l’économie marocaine. Assurer la compétitivité des prix a confronté
les différentes directions de l’office, spécialement celles opérationnelles, face au défi de réduire
le plus possible le coût de KWh produit. Défi rendu encore plus ardu avec l’augmentation accrue
des prix des combustibles, facteurs les plus déterminants quant au coût de ce dernier.
~ 26 ~
II.
GENERALITES SUR L’EAU
1. Propriétés de l’eau
De nombreuses propriétés de l'eau dérivent des liaisons hydrogène formées entre les molécules
la constituant. Les liaisons hydrogène sont des liaisons chimiques intermoléculaires qui se
forment par l'intermédiaire d'un atome d'hydrogène lié à un atome fortement électronégatif
(tendance à capter ou attirer des électrons), tel que l'azote, l'oxygène et le fluor.
Les liaisons ainsi formées sont fortement polarisées et dirigées : elles présentent un moment
dipolaire important, dû aux forces d'attraction entre les charges partielles négatives et positives
présentes respectivement sur les atomes électronégatifs et électropositifs (Hydrogène).
Ainsi dans l'eau, chaque atome d'oxygène peut établir deux liaisons hydrogène avec deux
autres molécules, selon une structure tétraédrique.
Les liaisons hydrogène sont responsables de l'état liquide de l'eau à température ambiante et de
bien d'autres propriétés et comportements de composés organiques, tels que l'ADN.
2. Eau brute
Les eaux de pluie sont à l’origine très pures puisqu’elles proviennent de la condensation des
nuages formés par l’évaporation lente et continuelle de l’eau terrestre. Pendant les précipitations
pluvieuses, l’eau se sature des gaz contenus dans l’air.
Parmi ces gaz dissous, on remarque, pour des conditions normales de température et de
pression et par litre d’eau :
- 7 à 8 cm3 d’oxygène.
- 14 à 16 cm3 d’azote
- 1 à 25 cm3 d’anhydride carbonique
Ce gaz carbonique dissous rend l’eau légèrement acide :
CO2 + H2O
CO3H2 (Acid carbonique)
Le ruissellement de l’eau de pluie sur des terrains de nature différente influe fortement sur la
dilution de nouvelles impuretés dont les concentrations respectives dépendent des terrains
traversés.
S’il s’agit de terrains à roches acides (archéens ou primaires), riches en silice et pauvres en
calcaire, l’eau possédera une teneur élevée en Silice dissoute mais peu d’autres impuretés.
~ 27 ~
D’une manière générale, parmi les sels dissous nous pouvons citer :
- Les sels de Calcium : Bicarbonate, Chlorure, Sulfate et Silice.
- Les sels de Magnésium : Bicarbonate, Chlorure, Sulfate et Silicate.
- Les sels de Sodium : Chlorure, Sulfate, Nitrite, Nitrate et Bicarbonate.
Les concentrations de ces sels sont très faibles et les molécules sont totalement dissociées en
ions conducteurs ; toutes les méthodes d’analyses dosent les ions présents et non les sels.
Les eaux contiennent également de faibles quantités de matières organiques qui proviennent
de la décomposition de matières végétales ou animales.
De plus, la composition des eaux varie avec la nature des eaux usées rejetées par les diverses
industries et les agglomérations urbaines. Cette pollution augmente en même temps que le régime
des pluies.
3. Eau déminéralisée
La déminéralisation totale par échange d’ions apporte une plus grande souplesse à la
production d’eau de grande qualité et diminue les frais d’entretien et le stockage de l’eau
produite.
Pour des raisons économiques, il est préférable de déminéraliser une eau préalablement
décarbonatée. Cette décarbonatation peut être obtenue soit par traitement à la chaux soit par
passage sur des résines échangeuses d’ions appelées résines carboxyliques.
Ce pré traitement est suivi d’une permutation sur résines cationiques qui transforment les sels
restants en acides.
La solution acide est ensuite permutée sur un échangeur anionique qui fixe tous les anions
contenus dans l’eau.
Cette opération est effectuée en deux temps : Percolation au travers d’une résine anionique
faiblement basique qui retient les acides forts, suivie d’un passage au travers d’une résine
anionique fortement basique qui retient les acides faibles (CO2, SiO2).
La purification de l’eau s’effectue dans des échangeurs d’ions où on utilise des produits qui
détruisent les matières organiques et les bactéries (Ozone, Chlore, eau de Javel).
Les besoins considérables en eau ont amené à mettre au point des techniques d’épuration et de
recyclage des eaux usées. De l’eau douce peut également être obtenue par dessalement de l’eau
de mer ou des eaux saumâtres. Les ressources en eau du globe sont toutefois mises en péril par la
pollution des mers et des cours d’eau.
~ 28 ~
4. Caractéristiques chimiques de l’eau brute et de l’eau déminéralisée
Analyse
Unité
Eau brute
PH
Eau déminéralisé
7,5
7
Conductivité
S/cm
950
0,1
Calcium Ca2+
Ppm
96
0
Magnésium Mg2+
Ppm
16
0
Sodium + Potassium
Na+ + K+
Bicarbonates HCO3-
Ppm
88
0
Ppm
134
0
Sulfates SO42-
Ppm
77
0
Chlorures Cl-
Ppm
191
0
Nitrates NO3-
Ppm
25
0
Silice SiO2
Ppm
7,5
0,015
Ppm KMnO4
7
0,9
Matières organiques
Tableau 4: Caractéristique Chimique de l’eau brute et déminéralisée
III. Poste de Traitement d’eau
1. Description de l’installation de traitement
Cette installation a pour but la production d’eau d’appoint nécessaire pour alimenter le ballon
chaudière de chacune des tranches de la centrale. Elle doit avoir les qualités adaptées aux
caractéristiques du cycle choisi. Normalement une seule chaîne est en fonctionnement tant que la
résistivité et la teneur en silice de l’eau produite demeurent convenables, l’autre chaîne étant en
régénération ou en attente de remplacer la première.
Toutefois, les deux chaînes doivent pouvoir fonctionner en parallèle en cas de besoin
exceptionnel d’eau déminéralisée (démarrage initial de la tranche, lessivage chimique, besoins
exceptionnels en cas d’entrée d’eau de mer sur un condenseur…).
~ 29 ~
Le débit unitaire de chaque chaîne est fixé à 37,5 m3 /h et la production nette d’une chaîne doit
être au minimumde 600 m3 /jour.
L’installation est faite pour le traitement total de 100 m3 /h d’eau pour l’alimentation de la
centrale de Mohammedia. Ce système se compose en pratique de deux sections :
- section de filtrage.
- section déminéralisation qui comprend 3 chaînes
Le filtrage est assuré par deux filtres à sable, chacun peut traiter 100 % de la production.
Ces filtres éliminent mécaniquement les matières en suspension contenues dans l’eau prétraitée et
ils sont régénérés suite à l’augmentation du delta P à 1,2 Bar. Trois filtres à charbon ayant un
débit de 40 m3 /h chacun, éliminent mécaniquement les matières solides en suspension qui
avaient échappé aux filtres précédents. Ils absorbent les matières organiques et, en plus, ils
éliminent par oxydation catalytique les résidus de chlore qui se trouvent dans l’eau.
Le cycle de lavage est effectué lorsqu’on atteint le delta P max. (0,8-1Bar) La déminéralisation
totale sur trois lignes en parallèle, chacune se compose d’un filtre cationique fort, d’un filtre
anionique fort et d’un lit mélangé.
Chaque ligne a un débit de 40m3 /h .la fin du cycle de production est déterminée par le nombre
de m3 traité (300 m3 pour le filtre cationique et anionique et 400 m3 pour les lits mixtes).Ces
données peuvent varier par rapport aux caractéristiques chimio-physiques de l’eau qu’il faut
déminéraliser
L’eau déminéralisée est conditionnée par l’injection d’hydrazine. A la sortie du poste de
déminéralisation, l’eau subit un traitement à l’ammoniaque avant d’être stockée dans deux
réservoirs d’une contenance unitaire 800 m3 .
Pour produire 1m3 d’eau déminéralisée il faut 1,5m3 d’eau brute.
A sa sortie du poste l’eau déminéralisée doit avoir la qualité suivante :
- Conductivité moyenne : inférieure à un microhm avant injection de morphine.
- PH compris entre 6,5 et 7,5 avant conditionnement.
- Teneur moyenne en Silice : inférieur à 0,015 mg/L.
- Teneur en sels totaux (anhydres dissous) inférieure à 0,4
mg/L.
~ 30 ~
2. Schéma de principe du poste eau déminéralisée
Figure 4: Les chaines de production.
3. Description des différentes unités du poste
3.1 Station de pompage de l'eau brute
Les pompes centrifuges de reprise de l’eau brute sont quatre. Trois d'elles sont asservies aux
lignes de filtrage déminéralisation, tandis que la quatrième est de secours.
La pompe de secours est utilisée pour le lavage d'un des filtres à sable, et les trois autres
alimentent les lignes aussi bien pendant le service, pendant les lavages et les régénérations.
Les pompes sont commandées par le tableau de commande, mais un bas niveau les arrête si le
niveau dans la bâche d'accumulation eau brute descend au-dessous du minimum prévu.
Pendant le service il faut contrôler les manostats côté refoulement lesquels doivent indiquer au
moins 6,5 Bar de pression.
~ 31 ~
3.2 Filtres à sable
Pendant le service c’est seulement un des deux filtres qui traite l'eau destinée aux utilisations
étant donné que la capacité de traitement individuelle arrive à 120 m3 / h.
Le deuxième filtre reste en attente et entre en service automatiquement quand la mesure de
pression différentielle indique une valeur de 1,2 Bar au premier filtre ; l'instrument envoie aussi
une alarme au tableau.
Le lavage dure 10 min et le débit d'eau clarifiée employé dans cette opération est de 40 m3 /h.
fourni par la pompe de secours.
3.3 Filtres au charbon actif
Pendant l'exploitation d'une des lignes de déminéralisation, le filtre au charbon actif
correspondant sera en service.
Les manostats placés à chaque filtre, sur la tuyauterie d'entrée et sur celle de sortie, permettent
de connaître la perte de charge à travers le lit filtrant.
Quand cette perte est supérieure à 1,2 Bar, un lavage du lit filtrant est nécessaire et aura lieu
automatiquement. Ce lavage est fait avec de l'eau fournie par la pompe de la ligne où le filtre est
placé, et nécessite 40 m3 / h d'eau clarifiée et filtrée pendant 20 min.
3.4 Colonnes cationiques
La résine cationique forte contenue dans les colonnes élimine tous les cations
(calcium,magnésium, sodium et potassium) dissous dans l’eau.
Pendant le service les vannes correspondantes à la ligne sont ouvertes, la régénération de
chaque colonne cationique est strictement liée et précède celle de l'anionique.
3.5 Colonnes anioniques
La résine anionique forte contenue dans les colonnes élimine tous les anions (sulfate,
chlorure,bicarbonate, nitrate, silice) dissous dans l’eau.
Pendant le service les vannes correspondantes sont ouvertes, La régénération de la résine
anionique doit être effectuée seulement et toujours avec de l’eau décationisée, par conséquent elle
est toujours précédée par la régénération de la résine cationique.
La régénération anionique commence lorsque les conditions suivantes se présentent :
~ 32 ~
A - La ligne de déminéralisation a traité le volume d'eau prévu pour un cycle de 300 m3 pour
une durée de sept heures et demi au déminéralisation au débit de 40 m3 / h.
Les compteurs mesurent le volume d'eau traitée par les lignes, et quand celui-ci rejoint la
valeur prévue, ils commutent automatiquement de ligne et passent celle en service sur
régénération.
B - La conductivité à la sortie de l'anionique dépasse la valeur maximum prévue (25 micro s /
cm) ; un transmetteur de conductivité envoie une alarme au tableau et l’opérateur agissant sur les
commandes, peut mettre en service une autre ligne et faire régénérer la ligne en question.
C - La silice à la sortie de l'anionique dépasse la valeur maximum prévue (0,03ppm Si02) ; un
transmetteur de silice envoie une alarme au tableau et l’opérateur agit sur les commandes.
3.6 Lits mélangés :
Le lit mélangé, en résines cationiques et anioniques fort intimement mélangées, élimine l’eau
provenant de la ligne de déminéralisation, la conductivité (causée essentiellement par le sodium)
et le résidu de silice. Il rend donc de l'eau très pure ayant une conductivité maximum de 1μs / cm
et une concentration en silice égale à 0,015 ppm maximum.
Le démarrage de la régénération est commandé par l'opérateur dans les trois cas suivants (et a
lieu automatiquement selon la description au paragraphe 5.0) :
A - Quand le cycle atteint 4000 m3 d'eau traitée (égal à 100 h .de service) et le compteur
transmetteur envoie un signal à l'enregistreur sur le tableau ;
B - Si la silice à la sortie du lit mélangé dépasse le maximum prévu (0,015 ppm) l'analyseur
transmetteur de silice envoie une alarme au tableau. L'opérateur dans ce cas-ci peut commander
la mise en service d'une autre colonne (et par conséquent d'une autre ligne) et la régénération de
la première.
C - Si la conductivité à la sortie de l'installation dépasse la valeur maximale prévue (1 s / cm),
l’analyseur de conductivité envoie une alarme au tableau pour haute conductivité. Si la
conductivité à la sortie de la ligne déminéralisée est inférieure à 25 s / cm, cela veut dire que de la
conductivité s'échappe d'un des lits mélangés, il faudra donc que l'opérateur passe ce lit en
régénération.
~ 33 ~
CHAPITRE III :Etude du nouveau système contrôle
commande installée au PED
Au cours de ce chapitre, nous allons parler d’ancien et de nouveau
système de contrôle-commande du PED, et nous allons comparer entre
eux.
~ 34 ~
La rénovation de PED
I.
La fourniture, l’installation et la mise en service d’un nouveau système de contrôlecommande à base d’automates programmables permettant de réunir en un seul point toutes les
fonctions et informations techniques de manière a assuré la surveillance, le contrôle et la
supervision de poste d’eau déminéralisée de la direction exploitation Mohammedia.
1. Solution contrôle-commande proposée
La solution du contrôle-commande installée repose sur la redondance totale (matérielle et
logicielle) au niveau des CPU de traitement du programme automate, des réseaux de
communication et des postes de conduite. La défaillance d’un équipement redondant n’arrête pas
le procédé.
Les automates installés sont de marque SIEMENS, de la série SIMATIC-S7 400H au
niveau des CPU et ET200M au niveau des modules d’entrées/sorties.
Nombre des entrées/sorties :
Notre système a par rack, une réserve minimale de 20% des voies d’entrées et 20% des voies
de sorties équipées, libres, câblées sur le bornier image des E/S et prêtes pour l’utilisation ainsi
que 20% de places vides non-équipées pour installation de nouveaux modules d’entrées/sorties
dans le but d’extension du système.
II.
La comparaison entre le nouveau et l’ancien système
1. Le système ancien
Le relais cyclique < appelé DYMATRON > est un relais programmé en base de temps, qui a
plusieurs sorties actionnant divers segments de la programmation à relais actuels. C’est la
pièce maîtresse de l’automaticité du PED. Ce relais est devenu vétuste et obsolète du marché. Son
indisponibilité provoque un arrêt total du PED ou partiellement en manuel avec une production
sans assurance de la qualité d’eau. (Voir l’image ci-dessous)
 Manque d’information
 Système limité techniquement
 Système limité vis-à-vis de l’emplacement
~ 35 ~
Figure 5: Le relais cyclique
Aussi au niveau de supervision (tableau de commande), on peut rencontrer des problèmes au
niveau des enregistreurs et au niveau des analyseurs comme :

Perte de l’ergonomie de la salle,

Manque d’information pour l’opérateur,

Manque du journal d’événements,

Manque d’un système d’alarme évolué au lieu d’alarmes regroupées,

Difficulté du diagnostic des anomalies.
Figure 6: ancien tableau de commande
~ 36 ~
Nouveau système contrôle-commande :
 AUTOMATE S7-400H
Le système d’automatisation S7-400H répond aux critères sévères de disponibilité, d’intelligence
et de décentralisation qui sont exigés des automates modernes. Il offre en outre toutes les
fonctions nécessaires à l’acquisition et au prétraitement de données processus ainsi qu’à la
commande, régulation et surveillance d’installations. Le système d’automatisation S7-400H et
tous les autres composants de la gamme SIMATIC, entre autres, le système de supervision
SIMATIC WINCC sont compatibles entre eux. Tous les composants, du poste de supervision aux
capteurs et actionneurs sont entièrement compatibles, ce qui garantit des performances optimales.
Le S7-400H a une structure redondante pour rester disponible dans tous les cas. Ceci signifie que
tous les composants essentiels sont doubles. L’unité centrale (CPU), l’alimentation et le matériel
de couplage des deux unités centrales sont en double. Le système de base comprend les
composants matériels nécessaires à un automate à haute disponibilité.
 CHASSIS DEPORTES ET200
La station de périphérie décentralisée ET 200M est une station de périphérie modulaire, dotée de
la protection IP 20.
L’ET 200M est constituée d’un IM 153-2 permettant la redondance du réseau de communication,
deux alimentations (redondantes) et de modules d’entrées/sorties montés sur des modules de bus
permettant le débrochage sous tension de ces modules.
L’ET 200M peut communiquer avec :

Tous les maîtres DP se comportant selon la norme CEI 61784-1 :2002 Ed1 CP 3/1.

Tous les IO Controller se comportant selon la norme CEI 61158.
~ 37 ~
Les composants essentiels d’un châssis ET200M sont :

Profile support : de montage des modules d’entrées / sorties

Modules de bus actif

Alimentation AC/DC 24 VDC

Module d’interface IM153-2

Modules d’entrées / sorties
 Système de supervision
Nous avons proposé l’utilisation de WinCC SCADA qui est un système de supervision
performant, utilisé sous Microsoft Windows 2000 et Windows XP. Le système de supervision et
de commande numérique s’est basé sur une architecture redondante afin d’assurer une
disponibilité maximale du PED. En effet, le réseau de communication est redondant et le poste de
conduite est en double.
Toutes les commandes nécessaires à la supervision et à la commande du PED, gérées auparavant
par le pupitre de commande existant dans le PED, sont émises à partir des claviers et écrans du
nouveau système. Les navigations dans les deux stations opérateurs sont indépendantes l’une de
l’autre : toutes les commandes disponibles sur un poste sont disponibles sur l’autre.
Les fonctionnalités du système sont :

L’archivage et la visualisation des alarmes horodatées sous forme de pages

La supervision des variables analogiques

La supervision des boucles de régulation

La supervision des séquences

La visualisation des variables analogiques sous forme de courbes de tendances

La visualisation des synoptiques animées (temps réel)

La commande des différents équipements de l’installation

L’archivage des données
~ 38 ~
L’ensemble des équipements de supervision et de commande sont installés sur un bureau
industriel, robuste, dédié à ce type de matériel. Au niveau de la salle de commande du PED : Les
écrans, Les claviers et souris des deux postes opérateurs sont installés sur le bureau tandis que les
unités centrales sont installées dans une cabine à côté du bureau.
Figure 7: nouveau système de supervision
 Architecture globale
L’architecture proposée est la suivante :
Au niveau de la salle de commande, un automate S7-400 redondant communicant avec les
entrées / sorties déportées ET200M à travers un réseau PROFIBUS DP. Un autre réseau
ETHERNET permet la liaison entre les automates et le système de supervision.
La communication entre la CPU maître et celle esclave se fait sans à coup grâce à la mise à jour
en temps réel des mémoires image des mémoires image des entrées / sorties.
Au niveau de la salle de commande un automate S7-400 redondant communicant avec les entrées
/ sorties déportées ET200M à travers un réseau PROFIBUS DP. Un autre réseau ETHERNET
permet la liaison entre les automates et le système de supervision
La communication entre la CPU maître et celle esclave se fait sans à coup grâce à la mise à jour
en temps réel des mémoires image des mémoires image des entrées / sorties.
~ 39 ~
Figure 8:nouvelle architecture du système
III. Silice et des analyseurs de silice
1. Définition
La silice provient du silicium (SI), un élément minéral de la famille des cristallogènes. Très
présent sur la surface terrestre, ce minéral est le second élément le plus abondant dans
Figure 10:OXYDE DE SILICIUM
~ 40 ~
Figure 9:SILICE CRISTALLINE
l’environnement (près de 30%) après l’oxygène.
La silice se présente sous plusieurs formes : silice minérale, silice végétale, silice
organique.
Celle qui nous intéresse c’est la silice minérale.
Elle se trouve dans la matière minérale sous forme cristallisée, (quartz, sable, silex, pierre, roche).
Grâce à sa dureté et son inertie, ou neutralité avec les autres éléments, elle joue un rôle
structurant très apprécié dans de multiples applications industrielles et environnementales pour
produire différents produits de la vie quotidienne (verre, vaisselle, éléments informatiques …)
2. Incrustation de silice dans les chaudières
L'oxyde de silicium, dans les quantités s'étendant de moins de 1 ppm à plus de 100 ppm,
est trouvé dans tous les approvisionnements en eau naturelle. Dans la neige et l'eau de pluie, la
teneur en oxyde de silicium s'étend de 1 à 2.8 ppm. Dans les analyses de surface diverse et d'eaux
souterraines, l'oxyde de silicium est de 1 à 107 ppm.
Ceci se réfère à la teneur soluble en oxyde de silicium et non à la silice qui peut être
présente en matière suspendue. La matière suspendue peut être éliminée de l'eau
d'approvisionnement par coagulation et filtration; de tels procédés ont un faible effet dans la
réduction de la teneur soluble en oxyde de silicium.
L'oxyde de silicium est le seul sel d'eau de chaudière qui se vaporise à des pressions
inférieures à 2400 psi. Il peut être vaporisé à des pressions aussi faibles que 400 psi. Ceci cause
des problèmes de dépôts dans de nombreuses turbines. La solubilité de l'oxyde de silicium dans la
vapeur augmente avec la température : l'oxyde de silicium est plus soluble quand la vapeur est
surchauffée.
3. Les types des analyseurs de silice :

Analyseur de silice 2800Si
Figure 11:Analyseur de silice 2800Si
~ 41 ~
Ces analyseurs contribuent à optimiser l'échange d'ions et à réduire les dépôts de silice dans
les turbines. L'analyseur de silice 2800Si mesure la silice à des ppb très faibles au niveau de la
résine anionique et l'eau contaminée peut être déviée avant d'atteindre des zones sensibles.
L'analyseur de silice 2800Si opère un étalonnage du zéro avant chaque mesure : l'assurance de
résultats précis à chaque fois. L'étalonnage automatisé de cet analyseur de silice garantit sa
répétabilité, mesure après mesure. En outre, grâce au déroulement intégré et sans intervention
humaine du procédé d'étalonnage, l'analyseur 2800Si requiert moins d'intervention de l'utilisateur
que d'autres analyseurs de silice en ligne.

Analyseur de silice 8241 ABB
Figure 12:ANALYSEUR DE SILICE ABB
Le procédé chimique employé pour mesurer la silice repose sur la réaction bleue du
molybdène. L'échantillon et les réactifs sont entraînés dans l'analyseur au moyen de deux pompes
péristaltiques multivoies de grande précision. De par la conception des pompes, le tube et les
galets n'exigent d'être remplacés que tous les ans. L'ajout des 4 réactifs est réalisé suivant une
séquence, avec un mélange dynamique, pour obtenir un échantillon parfaitement additivé. Un
ensemble réchauffeur innovateur optimise la régulation en température des systèmes de mesure
optique et de réaction chimique. Cette solution élimine l'utilisation d'armoire régulée en
température. Une réaction continue se produit entre l'échantillon et les réactifs circulant dans
l'analyseur. Après ajout des réactifs, l'échantillon s'écoule dans la cuvette de mesure où le
système de mesure optique asservi procède à l'analyse dans la gamme 0 à 2000 μg l–1 ou 0 à
5000 μg l–1 SiO2. L'analyseur comprend aussi un dispositif d'échantillonnage manuel,
permettant l'analyse d'échantillons uniques.
~ 42 ~

Analyseur de silice 600 ABB
Figure 13:Analyseur de silice 600 ABB
La mesure de la silice est réalisée via la méthode dite « au bleu de molybdène », c'est-à-dire
une réaction chimique correspondant à un standard industriel. Deux pompes péristaltiques
multicanaux assurent la circulation de l'échantillon et des réactifs. Elles sont conçues de façon à
ne nécessiter qu'une simple maintenance annuelle. Les réactifs sont ajoutés à l'échantillon dans un
bloc de réaction thermostaté et l'échantillon ainsi modifié passe ensuite par une cellule de mesure
en ligne. Le système de mesure optique permet de détecter des concentrations de silice comprises
entre 0 et 5 000 ppb. L'analyseur permet d'utiliser un mode d'échantillonnage programmé. Ce
mode est employé dans des contextes où la mesure est moins critique, ou dans des situations où le
niveau de silice change lentement, ce qui réduit encore davantage la consommation de réactif.
L'instrument comprend également un dispositif d'échantillonnage manuel qui permet d'analyser
des échantillons ponctuels.
~ 43 ~

Analyseur d’AMI Silica mètre
L’AMI Silica est un système de surveillance complet pour la mesure automatique et continue de
la teneur en silice dans l'eau des centrales électriques et des déminéralisateurs.
Figure 14:Analyseur de AMI silica mètre
~ 44 ~
CHAPITRE IV: Etude et proposition d’une solution
pour laprotection silice au niveau du nouveau système.
Au cours de ce chapitre, nous allons parler de la nouvelle installation de
l’analyseur de silice, de l’étude critique de l’installation ainsi que de la
solution proposée.
~ 45 ~
I.
L’étude de l’analyseur de silice nouvellement installé au
PED :
Figure 15:Analyseur de AMI silica mètre
1. Domaine d'application
L’AMI Silica est un système de surveillance complet pour la mesure automatique et continue
de la teneur en silice dans l'eau des centrales électriques et des déminéralisateurs.
2. Mesure de la silice
La détermination de la silice est effectuée par l'analyse photométrique au bleu de molybdate à
810 nm.
La silice et les ortho phosphates réagissent à pH faible en présence de molybdate d'ammonium
avec l'acide molybdosilicique jaune et l'acide molybdophosphorique.
L'acidemolybdophosphorique est détruit avec l'acide oxalique avant que l'acide molybdosilicique
soit réduit avec du sulfate d'ammonium de fer en hétérocomplexe bleu.
Quatre étapes sont nécessaires pour ajouter les réactifs à l'échantillon dans le photomètre, où
ils permettent d'effectuer une mesure précise de la teneur en silice dans l'échantillon une fois que
les réactions chimiques sont terminées.
~ 46 ~
3. Sorties signal
Deux sorties signal programmables pour des valeurs mesurées (librement modulables,
linéaires ou bilinéaires) ou en tant que sortie de contrôle continue (paramètres de contrôle
programmables).
Boucle de courant : 0/4–20 mA
Charge ohmique maximale : 510 Ω
Troisième sortie disponible en option. La troisième sortie peut être commandée en tant que
source de courant ou récepteur de courant (commutable via un commutateur).
4. Fonctionnement
Figure 16 : vue d'ensemble instrument de silco-metre
L'échantillonnage circule dans le trop-plein [A] via l'entrée d'échantillon [R] et la valve
régulatrice de débit [Q]. La valve régulatrice de débit est réglée de façon à ce qu'il y ait toujours
une petite partie de l'échantillon qui circule à travers le tube de trop-plein [B] dans l'évacuation
[I]. Ce réglage garantit un débit d'échantillon suffisant à travers la chambre de mesure du
photomètre[F].
~ 47 ~
Si aucune mesure n'est effectuée, l'échantillon s'écoule à travers la sortie [E] du photomètre où il
sera aéré via l'entrée d'air [S] pour générer des bulles d'air. Il s'écoule ensuite à travers le
compteur de bulles [H] vers l'évacuation [I].
Si un cycle de mesure démarre, l'électrovanne [C] est activée et l'entrée d'échantillon [D] vers le
photomètre est fermée. La vanne à 6 voies [N] est automatiquement pivotée en position 1 et une
quantité de réactif définie de manière précise est pompée du bac [J] vers la chambre de mesure
par la pompe péristaltique [O]. Immédiatement après, la vanne à 6 voies est pivotée en position 2,
le réactif 2 du bac [K] est pompé vers le photomètre et y est mélangé avec le réactif 1 et
l'échantillon par l'agitateur magnétique [G]. Ce processus est répété avec la vanne à 6 voies en
position 3 avec le réactif 3, puis en position 4 avec le réactif 4.
Une fois la mesure terminée, l'électrovanne s'ouvre et la chambre de mesure est purgée.
La position 6 de la vanne à 6 voies n'est pas utilisée.
II.
Étude critique de l’installation existante et proposition
d’amélioration :
1. Etude critique de la solution existante :
Le passage d’échantillon d’eau au silico-mètre doit être continu, et cela nécessite le bon
fonctionnement des chaînes, autrement dit le cycle d’eau ne doit pas s’arrêter, mais actuellement
le fonctionnement des chaînes est aléatoire ce qui cause un dysfonctionnement des analyseurs de
silice.
Afin de déterminer tout problème lié à cette installation, on procède par une critique qui se base
sur la méthode 5M (diagramme d’ISHIKAWA), celle-ci va nous permettre d’une part d’identifier
les causes racines du dysfonctionnent de l’installation et d’autre part de proposer une nouvelle
solution pour remédier au problème.
1.1 Diagramme d’ISHIKAWA :
1.1.1 Généralités
Le diagramme de causes et effets, ou diagramme d'Ishikawa, ou diagramme en arêtes de poisson
ou encore 5M, est un outil développé par Kaoru Ishikawa en 1921 et servant dans la gestion de la
qualité.
~ 48 ~
Ce diagramme représente de façon graphique les causes aboutissant à un effet. Il peut être utilisé
comme outil de modération d’un remue-méninge et comme outil de visualisation synthétique et
de communication des causes identifiées. Il peut être utilisé dans le cadre de recherche de cause
d'un problème ou d'identification et gestion des risques lors de la mise en place d'un projet.
Ce diagramme se structure habituellement autour du concept des 5M. Kaoru Ishikawa
recommande de regarder en effet l'événement sous cinq aspects différents, résumés par le sigle et
moyen mnémotechnique 5M :
Matière : les matières et matériaux utilisés et entrant en jeu, et plus généralement les entrées du
processus.
Matériel : l'équipement, les machines, le matériel informatique, les logiciels et les technologies.
Méthode : le mode opératoire, la logique du processus et la recherche et développement.
Main-d’œuvre : les interventions humaines.
Milieu : l'environnement, le positionnement, le contexte.
Chaque branche reçoit d'autres causes ou catégories hiérarchisées selon leur niveau de détail.
Le positionnement des causes met en évidence les causes les plus directes en les plaçant les plus
proches de l'arête centrale.
1.1.2 Diagramme d’ISHIKAWA :
Après avoir inspecté le PED et analysé le problème de dysfonctionnement des analyseurs de
silico-mètre on a pu extraire quelques facteurs causant ce dysfonctionnent.
Méthode
Milieu
Anionique : existence
de la trace de la résine.
Discontinuité de l’échantillon
(écoulement d’eau) à cause de
fonctionnement aléatoire des chaines.
Dysfonctionnement des
analyseurs de silice
Analyseur + séquenceur non
adaptés aux exigences du
fonctionnement de PED
Matériels
Figure 17: Diagramme d’ISHIKAWA reltatif au dysfonctionnement des analyseurs de silico-metre
~ 49 ~
L’analyse de toutes les contraintes citées auparavant au niveau du PED nous conduit à une
solution qui consiste à ajouter des électrovannes et modifier le programme du séquenceur.
2. Solution proposée pour la protection silice au niveau du système
contrôle commande du PED
2.1 Présentation de la solution proposée
Le poste eau déminéralisée (PED) dispose d’un système d’analyse d’eau qui sert à mesurer le
taux de silice dans l’eau déminéralisée qui sort des 3 chaînes existantes.
Dans sa description la plus simple, ce système d’analyse d’eau se compose d’un séquenceur lié
directement à un silico-mètre.
Le fonctionnement du silico-mètre impose un cycle continu d’eau déminéralisée afin de donner
les mesures exactes et identifier la chaîne qui présente une anomalie (taux de silice hors norme)
or le PED fonctionne d’une manière aléatoire qui ne garantit pas une alimentation continue du
silico-mètre en eau déminéralisée.
En effet, la silico mètre analyse l’eau déminéralisée provenant de l’une des trois chaînes pendant
20 minutes, puis il passe au prélèvement d’un autre échantillon pour l’analyse. En cas
d’indisponibilité d’un échantillon (fonctionnement de chaine aléatoire) le silico-mètre refait
l’analyse de l’ancien échantillon plusieurs fois jusqu’à ce qu’il reçoive un autre échantillon de la
part du séquenceur, ce qui provoque un chevauchement de résultat de mesure et par la suite, la
détection de l’échantillon présentant une anomalie devient impossible.
Afin d’adapter le silico-mètre au fonctionnement du PED, nous proposons une solution, qui
consiste à modifier le programme qui gère la distribution d’eau déminéralisée par le séquenceur.
Il s’agit de l’introduction d’un grafcet qui traite les 3 fonctionnements :



Fonctionnement simultané des 3 chaînes (fonctionnement automatique)
Fonctionnement manuel : l’opérateur choisit aléatoirement une chaine.
Fonctionnement critique : en cas où le séquenceur n’a pas détecté l’eau d’une chaîne, il
passe à l’autre et ainsi de suite jusqu'à ce qu’il trouve une source d’eau déminéralisée
pour la transmettre au silico-mètre.
2.2 Grafcet proposé
Le grafcet proposé traite trois mode de fonctionnement :
 Fonctionnement automatique
 Fonctionnement manuel
 Fonctionnement critique
~ 50 ~
Figure 18: grafcet établi pour le fonctionnement du PED
~ 51 ~
2.3 Commande des électrovannes
Pour commander les électrovannes du séquenceur on a crié un programme en langage à contact
(LADDER) sous l’environnement du logiciel Simatic Manager Step7.
2.3.1 Configuration logicielle
On a choisi comme processeur le CPU 414-4H alimenté par un courant d’intensité 4 A.
Figure 19 : configuration matérielle
L’adressage des entres/sorties est fait comme le montre la figure suivante :
Figure 20 : mnémoniques
~ 52 ~
2.3.2 Programme de commande des électrovannes
Pour la commande des électrovannes de séquenceur, nous avons établi le programme dont les
instructions sont schématisées sur la figure suivante :
Figure 21 : commande des électrovannes
LADDER
Pour qu’une chaîne soit activée il faut que (cas de la chaîne 1) :
Soit l’entrée « EV CH1 » activée ou (….)
Une chaîne est activée entraîne directement l’activation de son électrovanne
2.3.3 Supervision du fonctionnent du séquenceur
Afin de pouvoir contrôler en temps réel le fonctionnement du séquenceur, nous avons établi une
synoptique de supervision sur l’environnement du logiciel WinCC flexible.
Cette synoptique de supervision se compose de trois vues :
 La première vue est une vue d’accueil qui contient trois boutons : Man Auto ; Vue
chaine ; DCY
Figure 22: La première vue de supervision
~ 53 ~
 La deuxième vue permet de sélectionner le mode de fonctionnement et se compose d’un
sélecteur
Figure 23: La deuxième vue de supervision
 La troisième vue permet de sélectionner une chaîne parmi les trois pour la faire
fonctionner (en mode manuel) ; elle se compose de trois boutons (CH1 CH2 CH3) ; un
bouton Menu et un autre Man Auto.
Figure 24 : La troisième vue de supervision
~ 54 ~
Conclusion générale
Le stage est certainement une occasion importante pour mettre en pratique les connaissances
acquises pendant la période de formation et pour mettre en épreuve les aptitudes et les
compétences professionnelles au milieu du travail.
Notre stage au sien de la DXM, nous a faits découvrir la vie industrielle dans une entreprise
appartenant à un secteur de production vital, dans les dimensions supérieures, en termes de
puissance installée (600 MW)
En effet grâce à l’équipe de travail de la section contrôle commande, nous avons pu suivre de
près leur activité et même participer à la réalisation de certaines tâches.
Nous pensons que cette expérience en entreprise nous a offerts une bonne préparation à notre
insertion professionnelle car elle a été pour nous une expérience enrichissante et complète qui
conforte notre désir d’exercer notre futur métier dans le domaine d’automatisme et
d’instrumentation industrielle.
En ce qui concerne le thème objet de notre étude nous avons pu étudier de près l’automatisation
de la séquence d’échantillonnage pour les silico mètres du PED de la DXM, nous avons
également réalisé notre programme dans SIMATIC manager STEP7 ainsi qu’une supervision
dans WinCC flexible, cela a enrichi nos connaissances matérielles en matière d’outil
d’automatisation des process.
Finalement, nous avons échangé beaucoup d’informations avec le personnel et d’autres stagiaires.
Cette expérience nous a permis durant cette période de stage de développer l’esprit d’équipe et le
travail en groupe.
~ 55 ~
Annexe
~ 56 ~
Annexe1
Automate S7-400 ç
Description générale
Vue d’ensemble du S7-400
Le S7-400 est un automate programmable. Pratiquement chaque tâche d’automatisation
peut être résolue par un choix approprié des constituants d’un S7-400. Les modules S7-400 se
présentent sous forme de boîtiers que l’on adapte sur un châssis. Des châssis d’extension sont à
disposition pour faire évoluer le système. Ci après les constituants essentiels à partir desquels
vous pouvez composer un S7-400.
Caractéristiques du S7-400
Le S7-400 réunit tous les avantages de ses prédécesseurs avec les avantages que confèrent un
système et un logiciel actualisés. Ce sont :

Des CPU de puissances échelonnées,

Des CPU à compatibilité ascendante,

Des modules sous boîtiers d’une grande robustesse,

Une technique de raccordement des modules de signaux des plus confortables,

Des modules compacts pour un montage serré,

Des possibilités de communication et de mise en réseau optimales,

Une intégration confortable des systèmes de contrôle-commande,

Le paramétrage logiciel de tous les modules,

Une grande liberté dans le choix des emplacements,

Un fonctionnement sans ventilation,

Le multitraitement en châssis non segmenté.
~ 57 ~
CHASSIS DEPORTES ET200
La station de périphérie décentralisée ET 200M est une station de périphérie modulaire, dotée de
la protection IP 20.
L’ET 200M est constituée d’un IM 153-2 permettant la redondance du réseau de communication,
deux alimentations (redondantes) et de modules d’entrées/sorties montés sur des modules de bus
permettant le débrochage sous tension de ces modules.
L’ET 200M peut communiquer avec :

Tous les maîtres DP se comportant selon la norme CEI 61784-1 :2002 Ed1 CP 3/1.

Tous les IO Controller se comportant selon la norme CEI 61158.
Les composants essentiels d’un châssis ET200M Sont :

Profile support : de montage des modules d’entrées / sorties

Modules de bus actif

Alimentation AC/DC 24 VDC

Module d’interface IM153-2

Modules d’entrées / sorties
~ 58 ~
Annexe 2
Définition
Le GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande des étapes et Transitions) est l'outil de
représentation graphique d'un cahier des charges. Il a été proposé par l'ADEPA (en 1977 et
normalisé en 1982 par la NF C03-190).
Le GRAFCET est une représentation alternée d'étapes et de transitions. Une seule
transition doit séparer deux étapes
Une étape correspond à une situation dans laquelle les variables de sorties conservent leur
état. Les actions associées aux étapes sont inscrites dans les étiquettes
Une transition indique la possibilité d'évolution entre deux étapes successives. A chaque
transition est associée une condition logique appelée réceptivité
Step 7
Step 7 est le logiciel d'ingénierie de Siemens qui permet de programmer des automates de la
gamme Siemens. La nouvelle version de Step7 est fournie dans le logiciel d'ingénierie de
Siemens TIA Portal (totally integrated Automation). TIA Portal est un logiciel tout en un qui
permet de programmer des automates, panels et contrôleurs d'axes Siemens.
~ 59 ~
Synthèse du rapport
I.
Poste eau déminéralise
Cette installation a pour but la production d’eau d’appoint nécessaire pour alimenter le ballon
chaudière de chacune des tranches de la centrale. Elle doit avoir les qualités adaptées aux
caractéristiques du cycle choisi. Normalement une seule chaîne est en fonctionnement tant que la
résistivité et la teneur en silice de l’eau produite demeurent convenables, l’autre chaîne étant en
régénération ou en attente pour remplacer la première.
Toutefois, les deux chaînes doivent pouvoir fonctionner en parallèle en cas de besoin
exceptionnel d’eau déminéralisée (démarrage initial de la tranche, lessivage chimique, besoins
exceptionnels en cas d’entrée d’eau de mer sur un condenseur…).
~ 60 ~
II.
L’étude de l’analyseur de silice
Le silico-mètre est un système de surveillance complet pour la mesure automatique et continue de
la teneur en silice dans l'eau des centrales thermiques. Cet analyseur mesure la silice à des ppb
très faibles au niveau de la résine anionique et l'eau contaminée peut être déviée avant d'atteindre
des zones sensibles.
La détermination de la silice est effectuée par l'analyse photométrique au bleu de molybdate à
810 nm.
La silice et les ortho phosphates réagissent à pH faible en présence de molybdate d'ammonium
avec l'acide molybdosilicique jaune et l'acide molybdophosphorique. L'acide
molybdophosphorique est détruit avec l'acide oxalique avant que l'acide molybdosilicique soit
réduit avec du sulfate d'ammonium de fer en hétérocomplexe bleu.
Quatre étapes sont nécessaires pour ajouter les réactifs à l'échantillon dans le photomètre, où ils
permettent d'effectuer une mesure précise de la teneur en silice dans l'échantillon une fois que les
réactions chimiques sont terminées.
~ 61 ~
Étude critique de la solution existante
Le passage d’échantillon d’eau au silico-mètre doit être continu, et cela nécessite le bon
fonctionnement des chaînes, autrement dit le cycle d’eau ne doit pas s’arrêter, mais actuellement
le fonctionnement des chaînes est aléatoire ce qui cause un dysfonctionnement des analyseurs de
silice.
Afin de déterminer, tout problème lié à cette installation, on procède par une critique qui se base
sur la méthode 5M (diagramme d’ISHIKAWA), celle-ci va nous permettre d’une part d’identifier
les causes racines du dysfonctionnent de l’installation et d’autre part de proposer une nouvelle
solution pour remédier au problème.
Méthode
Milieu
Anionique : existence de
la trace de la résine.
Discontinuité de l’échantillon
(écoulement d’eau) à cause du
fonctionnement aléatoire des chaînes.
Dysfonctionnement des
analyseurs de silice
Analyseur + séquenceur non
adaptés aux exigences du
fonctionnement de PED
Matériels
L’analyse de toutes les contraintes citées auparavant au niveau du PED nous conduit à une
solution qui consiste à ajouter des électrovannes et modifier le programme du séquenceur.
Proposition d’une nouvelle solution
Le poste eau déminéralisée (PED) dispose d’un système d’analyse d’eau qui sert à mesurer le
taux de silice dans l’eau déminéralisée qui sort des 3 chaînes existantes.
Dans sa description la plus simple, ce système d’analyse d’eau se compose d’un séquenceur lié
directement à un silico-mètre.
Le fonctionnement du silico-mètre impose un cycle continu d’eau déminéralisée afin de donner
les mesures exactes et d’identifier la chaîne qui présente une anomalie (taux de silice hors norme)
or le PED fonctionne d’une manière aléatoire qui ne garantit pas une alimentation continue du
silico-mètre en eau déminéralisée.
~ 62 ~
En effet, le silico mètre, analyse l’eau déminéralisée provenant de l’une des trois chaînes pendant
20 minutes, puis il passe au prélèvement d’un autre échantillon pour l’analyse. En cas
d’indisponibilité d’un échantillon (fonctionnement de chaîne aléatoire) le silico-mètre refait
l’analyse de l’ancien échantillon plusieurs fois jusqu’à ce qu’il reçoive un autre échantillon de la
part du séquenceur, ce qui provoque un chevauchement de résultat de mesure et par la suite, la
détection de l’échantillon présentant une anomalie devient impossible.
Afin d’adapter le silico-mètre au fonctionnement du PED, nous proposons une solution, qui
consiste à modifier le programme qui gère la distribution d’eau déminéralisée par le séquenceur.
Il s’agit de l’introduction d’un grafcet qui traite les 3 fonctionnements :



Fonctionnement simultané des 3 chaînes (fonctionnement automatique)
Fonctionnement manuel : l’opérateur choisit aléatoirement une chaîne.
Fonctionnement critique : en cas où le séquenceur n’a pas détecté l’eau d’une chaîne, il
passe à l’autre et ainsi de suite jusqu'à ce qu’il trouve une source d’eau déminéralisée
pour la transmettre au silico-mètre.
Conclusion
Le stage est certainement une occasion importante pour mettre en pratique les connaissances
acquises pendant la période de formation et pour mettre en épreuve les aptitudes et les
compétences professionnelles au milieu du travail.
Notre stage au sien de la DXM nous a faits découvrir la vie industrielle dans une entreprise
appartenant à un secteur de production vital, dans les dimensions supérieures, en terme de
puissance installée (600 MW)
En effet grâce à l’équipe de travail de la section contrôle commande, nous avons pu suivre de
près leur activité et même participer à la réalisation de certaines tâches.
Nous pensons que cette expérience en entreprise nous a offerts une bonne préparation à notre
insertion professionnelle car elle a été pour nous une expérience enrichissante et complète qui
conforte notre désir d’exercer notre futur métier dans le domaine d’automatisme et
d’instrumentation industrielle.
En ce qui concerne le thème objet de notre étude nous avons pu étudier de près l’automatisation
de la séquence d’échantillonnage pour les silico mètres de PED de la DXM, nous avons
également réalisé notre programme dans SIMATIC manager STEP7 et une supervision dans
WinCC flexible, cela a enrichi nos connaissances matérielles en matière d’outil d’automatisation
des process.
Finalement, nous avons échangé beaucoup d’informations avec le personnel et d’autres stagiaires.
Cette expérience nous a permis durant cette période de stage de développer l’esprit d’équipe et le
travail en groupe.
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