Etude et dimensionnement de la station d

Universit´ e Hassan Premier
Rapport de stage
effectu´e au sein de :
Sp´ecialit´e : G´enie ´electrique
Sous le th`eme :
Etude et dimensionnement de la station
de pompage d’eau SR2
R´ealis´e par :
AATIQ Oussama
Encadr´e par :
Mr.AYAD Radouane
Mr.BAHY El mehdi
jeudi 15 septembre, 2016

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Remerciement
A l’issue de ce modeste travail, je tiens `a exprimer mes sinc`eres et chaleureux remerciements
envers toute personne ayant contribu´e de pr`es ou de loin `a la r´eussite de mon stage.
Je tiens `a remercier tout particuli`erement monsieur EL YOUSSEFI Abdelouahid, le res-
ponsable du bureau d’´etude du Pˆole Industriel et tertiaire `a SPIE Maroc pour sa disponibilit´e et
pour l’opportunit´e de stage qu’il m’a offert.
Je remercie ´enorm´ement Mr.AYAD Radouane, Responsable Cellule Etude `a SPIE, qui, tout
au long de mon stage, malgr´e ses nombreuses pr´eoccupations et ses grandes responsabilit´es ´etait
toujours pr´esent afin de m’´ecouter, me guider et me transmettre son savoir qui m’a ´et´e vraiment
tr`es b´en´efique.
Mes vifs remerciements sont adress´es `a Mr. BAHY El mehdi, ing´enieur charg´e d’´etude, qui
s’est toujours montr´e `a l’´ecoute et tr`es disponible tout au long de la r´ealisation de ce projet, ainsi
pour l’inspiration, l’aide et le temps qu’il a bien voulu me consacrer.
Enfin, je remercie tout le personnel de SPIE Maroc, et tous les membres du bureau d’´etudes,
qui m’ont permis de profiter brillamment de cette formation en termes de savoir technique et
relationnel.
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R´esum´e
La nouvelle strat´egie nationale de l’eau au Maroc se base sur trois leviers : (i) satisfaction des
besoins en eau et accompagnement du d´eveloppement socio-´economique du pays ; (ii) utilisation
et gestion convenables des ressources en eau ; et (iii) gestion durable de l’eau.
Dans le cadre de ce projet, l’Office National de l’Electricit´e et de l’Eau Potable-Branche
Eau(ONEE), envisage de r´ealiser les travaux de renforcement de la production `a partir du barrage
Al Massira pour l’alimentation en eau potable de trois pˆoles : Al Haouz, Marrakech et Rehammna,
et en eau industrielle trois sites miniers de l’OCP : Ben Gueirr, Bouchane et Youssoufia.
Parmi les travaux pr´evus dans ce projet la r´ealisation de trois stations de pompage d’eau.
Ce grand projet n´ecessite une ´etude ´electrique bien profonde,c’est dans ce sens que mon stage
au sein de l’entreprise SPIE MAROC, vient pour r´epondre `a ce besoin et le pr´esent rapport
d´ecrit le travail r´ealis´e dans ce cadre.
C’est dans cette optique que mon travail s’est reparti selon trois volets principaux : d’abord
l’´etude de l’installation ´electrique Moyenne Tension, puis la pr´esentation des ´equipement de pro-
tection utilis´es en moyenne tension. Enfin, l’´elaboration du plan de protection afin de bien prot´eger
toutes les ´equipements de l’installation.
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Table des mati`eres
1 Pr´esentation de l’organisme d’accueil et cahier des charges 9
1.1 Pr´esentation de SPIE MAROC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.2 Historique de SPIE Maroc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.3 Fiche technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.4 Organigramme de SPIE Maroc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.5 Domaines d’activit´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.6 D´epartement ´electricit´e industrielle et tertiaire . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1.7 Bureau d’´etudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1.8 Le service PIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.9 Le service IGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2 Description g´en´erale du projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2 Outils de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.3 Pr´esentation du projet station de pompage SR2 . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.4 Pr´esentation du cahier des charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.5 Planning du stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Dimensionnement de l’installation de moyenne tension 18
2.1 Structure g´en´erale des postes HTA/HTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Bilan de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.2 Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3 Dimensionnement du transformateur de la station de pompage HTA . . . . . . . . . 21
2.4 D´etermination des sections de conducteurs en moyenne tension (suivant la norme
NF C 13-205) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1 Principe de la m´ethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.2 D´etermination du courant maximal d’emploi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.3 Courants admissibles dans les canalisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.4 Application : Canalisation reliant le jeu de barre 5.5 kV au d´emarreur du
moteur MT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5 Compensation de l’´energie r´eactive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.2 Les diff´erentes type de compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.3 Emplacement des condensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.4 Relation entre la puissance des condensateurs et l’am´elioration du cosϕ . . . 31
2.6 ´ Etude des court-circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
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0 TABLE DES MATI` ERES
2.6.1 M´ethodologie de calcul des courants de court-circuits . . . . . . . . . . . . . 33
2.6.2 Calcul du courant de court-circuit triphas´e maximal Icc3........... 35
2.7 V´erification des r´esultats par le logiciel ETAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3´ Equipements de protection des r´eseaux HTA 40
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2 Caract´eristiques principales de l’appareillage HTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3 Les appareils de mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3.1 Transformateur de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.4 Les appareils de protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4.1 Les relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4.2 Transformateur de Protection (TC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.3 Disjoncteur HTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.4 Les appareils de coupure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4´ Elaboration du plan de protection 47
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2 R´egime du neutre en moyenne tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3 Choix du r´egime de neutre pour la station de pompage . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4 Choix des disjoncteurs moyenne tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.5 Les principales fonctions de protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.6 Protection des ´equipements de la station SR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.6.2 Protection des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.6.3 Protection des transformateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.7 Protection `a maximum de courant terre F51N/51G . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7.2 Protection contre les d´efaut phase-terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7.3 Verification par le logiciel Etap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5 Annexes 75
5.1 Mode de pose et section des cˆables HTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2 Dimensionnement des transformateurs 22kV/5.5kV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3 Courant de court-circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.4 Chute de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
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