ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 TABLE DES MATIERES Remerciements…….…………………………………………………………………4 INTRODUCTION…..………………………………………………………………..5 Texte du projet…….…………………………………………………………………7 CHAPITRE I.- PRESENTATION DE LA VILLE …………………………….9 1.1.- Introduction………………………………………………………….9 1.2.- Délimitation géographique………………………………………..9 1.2.1.- Division de quatre nouvelles sections communales….10 1.2.2.- Trois nouveaux empiétements territoriaux……………11 1.2.3.- Bornes de la commune de Miragoâne…………………14 1.3.- Historique………………………………………………………..14 1.4.- Aspect physique………………………………………………….16 1.5.- Activités socio-économiques……………………………………..17 1.6.- Activités culturelles……………………………………………….17 1.6.1.- Activités touristiques……………………………………18 1.6.2.- Culture et loisirs ………………………………………..18 1.7.- Electricité………………………………………………………….19 CHAPITRE II.- EVALUATION DE LA CHARGE ACTUELLE.....…………20 2.1.- Evaluation de la charge actuelle………………………………….20 2.1.1.- Répartition différentes charges…………………………..21 1) Charges résidentielles………………………………….21 2) Charges commerciales…………………………………22 3) Charges industrielles…………………………………...23 2.1.2.- Calcul de la charge pour la ville de Miragoâne…………25 2.1.3.- Calcul de la charge pour la commune de Paillant……….36 2.2.- Eclairage de rues et des places publiques……………………….38 2.2.1.- Avantages et inconvénients………………………………38 2.2.2.- Concepts importants pour l’éclairage……………………39 2.2.3.- Choix de la méthode de calcul………….……………..…42 1 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2.2.4.- Détermination de l’éclairement moyen……………….42 2.2.5.- Calcul de l’illumination d’une rue……………….........43 2.2.6.- Détermination du nombre de luminaires……………….48 2.3.- Calcul des pertes……. ………………………………………….49 2.3.1.- Pertes techniques……………………………………….50 2.3.2.- Pertes non techniques…………………………………..50 2.3.3.- Comment évaluer les pertes…………………………….51 CHAPITRE III.- PREVISION DE LA DEMANDE………………………….52 3.1.- Raison d’être de la prévision…………………………………..52 3.2.- Méthodes de prévision………………………………………….52 3.2.1.- Description des différentes méthodes……………………52 3.2.1.1.- Méthode globale ou macroéconomique………52 3.2.1.2.- Méthode microéconomique…………………..53 3.2.1.3.- Méthode analytique…………………………..53 3.2.2.- Choix d’une méthode…………………………………..53 3.2.3.- Taux d’évolution de la charge de pointe………………54 CHAPITRE IV.- ETUDE DU RESEAU MT/BT…………………………….57 4.1.- Principaux éléments d’un système de distribution………….57 4.2.- Sous station électrique………………………………………..57 4.2.1.- Définition……………………………………………….57 4.2.2.- Différents éléments d’une sous station………………....58 4.2.3.- Définition et rôle des éléments d’une sous station……58 4.3.- Etude du réseau MT………………………………………….61 4.3.1.- Choix des conducteurs d’une ligne…………………….61 4.3.1.1.- Choix des conducteurs MT……………………62 Tension d’utilisation……………………………62 Conducteurs MT……………………………….63 4.3.1.2.- Réactance des conducteurs 4/0 et 2/0……….65 4.3.1.3.- Protection des transformateurs……………..65 2 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 4.3.1.4.- Pertes de puissance dans les lignes…………66 4.3.2.- Mise à la terre…………………………………...............67 4.4.- Etude du réseau BT…………………………………………67 4.4.1.- Choix des conducteurs BT……………………67 4.4.2.- Choix des transformateurs……………………69 4.4.3.- Pertes de puissance dans le réseau BT………72 4.4.4.- Calcul du courant dans les câbles…………..72 4.4.5.- Pertes de puissance dans les Xfos…………..72 4.4.6.- Chute de tension dans le réseau BT………..73 4.4.7.- Calcul du courant dans le réseau BT………73 4.5.- Courants de court-circuit………………………………..73 CHAPITRE V.- CALCUL MECANIQUE………………………………..78 5.1.- Introduction………………………………………………78 5.2.- Portée……………………………………………………78 5.3.- Paramètres de pose…………………………………….78 5.4.- Choix des poteaux………………………………………79 5.4.1.- Poteaux d’alignement………………………81 5.4.2.- Poteaux d’angle…………………………….85 5.5.- Haubanage………………………………………………86 5.5.1.- Généralités………………………………….86 5.5.2.- Ancrage……………………………………..87 5.5.3.- Choix du hauban………………………….88 5.5.4.- Choix de la tige d’ancrage………………..88 5.5.5.- Choix de l’ancre…………………………..89 5.5.6.- Distance minimale d’ancrage…………….89 5.5.7.- Rapport L/H……………………………….91 5.5.8.- Haubanage spécial…………………………91 CHAPITRE VI.- COUT DU PROJET………………………………94 CONCLUSION…………………………………………………………99 BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………….100 3 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Remerciements Nous voulons tout d’abord remercier Dieu, le tout puissant, qui a su nous garder depuis notre existence afin de nous conduire jusqu'à l’étape où nous sommes. Nous disons un grand merci à nos parents qui se sont débattus corps et âmes pour nous épauler durant ces longues années d’études. Nous tenons à adresser nos vifs remerciements à la direction de la Faculté Des Sciences pour son support qui nous a été d’une importance assez considérable. Un grand merci aux membres du Laboratoire National, en particulier à l’ingénieur Fritz Joseph le directeur général et aux membres de la ELMECEN, plus précisément à l’endroit des ingénieurs Edgard CHARLES le directeur de cette entreprise et Steve CHARLES qui ont su répondre à notre demande d’aide à un moment où nous en avons vraiment besoin. Un remerciement spécial au professeur Jean Raoul Momplaisir pour les conseils et aides lesquels nous ont été vraiment utiles pour la concrétisation du projet. Nos vifs remerciements vont à l’endroit du professeur Yves André Compas, tuteur du projet qui a été toujours disponible, il s’est révélé un guide irréprochable jusqu’au terminus du projet. Un grand merci à tous les professeurs de la Faculté Des Sciences, à tous nos amis, aux ingénieurs Jules O. Walter, Camille Cangé, Lionel VIL et Edgard Etienne, à la Mairie et au directeur de la délégation de Miragoâne. Enfin, nous disons merci à tous ceux qui nous ont aidé dans un sens ou dans l’autre pour arriver à ce stade aujourd’hui. 4 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 INTRODUCTION A cette ère où nous sommes, il est inconcevable, même impensable de prévoir le développement d’une région donnée sans qu’on ait accès à l’énergie électrique. De ce fait, un projet d’électrification se révèle d’une importance capitale surtout pour des régions où l’électricité apparaît comme un luxe pour une population voulant bénéficier de ce service combien nécessaire et utile. La production, le transport, et la distribution de l'électricité sont des facteurs essentiels du développement. Conscients de cette nécessité, nos gouvernements successifs avec l'appui de la Communauté Internationale avaient mis en place des programmes malheureusement dominés par une logique de l'urgence mais, susceptibles d'apporter une réponse partielle non seulement aux besoins de la majeure partie de la population privée de ces services mais aussi au besoin des entreprises capable de créer des emplois et de stimuler l’économie. Les crises politiques et économiques successives ont déréglé une machine mise en place avec l’aide d’opérateurs étrangers spécialisés et dont les défauts étaient masqués par la relative performance des années 1980-1986. Les masques estompés, la gravité de la situation fut simplement mise à nue. De fréquentes coupures avec une offre oscillant entre quatre et douze heures d’électricité par jour, pendant les saisons sèches, paralysent la production industrielle, perturbent les décisions d'investissement nécessaires à la reprise économique et surtout n'incitent pas les usagers à être en règle avec l'entreprise et à se comporter au mieux de l’intérêt collectif: utilisation de petit générateurs diesel, ou d’équipements à faible rendement énergétique, etc.). Le passif accumulé par EDH parait impossible à combler et aucune perspective d'amélioration de la situation n'est envisageable si les mesures correctrices ne sont pas prises rapidement. Nos services d'électricité traversent donc une crise grave. 5 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 L’Electricité d’Haïti (ED’H), dans sa mission d’électrification du territoire en mettant à la portée de tous les habitants un service électrique continu et fiable à un prix acceptable et compte tenu de toutes les difficultés du gouvernement haïtien à répondre aux desiderata du peuple tout entier, s’est décidée à entreprendre la rénovation ou l’électrification de tous les chefs-lieux de département. Le présent projet se porte sur la faisabilité technique de l’électrification de la ville de Miragoâne et de la section communale de Paillant. Le travail à effectuer dans ce projet sera de faire une présentation succincte de la ville de Miragoâne, d’évaluer la charge actuelle, de faire une prévision de la demande, d’étudier le réseau MT/BT alimentant la clientèle, de faire les calculs mécaniques et d’évaluer le coût du projet. 6 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 TEXTE DU PROJET TITRE DU PROJET : Electrification de la ville de Miragoâne SUJET PROPOSE PAR : Yves André COMPAS, Ing. I.- CONTEXTE L’instabilité politique des deux dernières décennies a provoqué une crise économique profonde et sans précédent de nos institutions publiques qui ne sont plus en mesure d’assurer leur mission. Presque toutes les villes du pays sont caractérisées par le manque d’infrastructures et de services de base adéquat. Ainsi, l’ED’H, l’un de nos organismes semi autonomes, n’a pas pu échapper à cette crise et se trouve bien obliger d’élaborer et d’appliquer une nouvelle politique en ce qui a trait à la production et à la gestion du transport et de la distribution de l’électricité afin de satisfaire la demande sans cesse croissante des villes. Compte tenu de toutes ces difficultés, le gouvernement haïtien incapable de répondre à tous les desiderata du peuple tout entier a décidé d’entreprendre la rénovation ou l’électrification de tous les chefs-lieux de département. Dans ce contexte, Miragoâne, le dernier né de la série, a été choisi et proposé à un groupe d’étudiant. II- TRAVAIL A FAIRE Le travail à faire consiste : 1.- Faire une présentation succincte de la zone du projet : Délimitation géographique - Physique – Nombre d’habitants – Nombre de ménages – Activités socio-économiques – Activités culturelles et autres. 2.- Faire une évaluation de la charge actuelle de la zone sous étude. 7 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 3.- Faire une prévision d’augmentation de la charge sur les dix (10) prochaines années. 4.- Etudier le réseau MT / BT alimentant la clientèle. Effectuer le choix des conducteurs et des câbles pour les conditions de chute minimum. Déterminer la taille optimum des transformateurs de distribution à installer. 5.- Faire les calculs mécaniques du réseau MT /BT. 6.- Evaluer le coût du projet. N.B. Une attention particulière doit être accordée dans la préparation des différents plans et les résultats doivent être justifiés par des calculs précis. Les références doivent être fournies. 8 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 CHAPITRE I.PRESENTATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE 1.1.- Introduction Miragoâne, ancienne commune du département de la Grande d’Anse, est située à 96 Kms de Port-au-Prince, soit à 2h30 par voie motorisée. Actuellement, cette ville est le chef Lieu du département des Nippes, le dixième département récemment créé (en 2003). Avant d’entrer d’emblée dans l’étude du projet, faisons une brève présentation de la ville. 1.2.- Délimitation géographique La loi portant création du département des Nippes a été votée par les deux (2) chambres du parlement haïtien le 4 septembre 2000. Cette loi a été promulguée par l’Exécutif le 10 octobre 2003 et publiée dans le Moniteur N 0 82 le 30 octobre2003. Dans cette loi, seule la liste des arrondissements, des communes, des sections communales et des quartiers du département des Nippes a été donnée avec trois petits empiétements territoriaux sur les trois départements frontaliers (Grand’Anse, Sud, Ouest) non clarifiée (article 6-5, 5-5, 2 de la loi). Mais les délimitations territoriales des quatre (4) anciennes sections communales divisées en huit (8) nouvelles sections communales actuelles n’ont pas été définies. Ce 9 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 décret se propose de préciser toutes les nouvelles délimitations territoriales des Nippes. 1.2.1.- Division de quatre (4) nouvelles sections communales En effet, chacune des quatre (4) sections communales suivantes (Permele, Paillant de Miragoâne, Baconnois de l’Anse-à-Veau et Grand-Boucan des Baradères) a été divisée en deux (2) nouvelles sections communales sans donner aucunes précisions des nouvelles délimitations de ces huit (8) sections communales. a) La section Permele est divisée en deux (2) sections communales : la 1ère partie (la 3ème Permele) est insérée dans la commune de Fonds-des-Nègres et la 2ème partie (la 4ème StMichel) est conservée dans la commune de Miragoâne. b) La section Paillant est divisée en deux (2) sections communales : la 1ère partie (la 1ère Salagnac) et la 2ème (la 2ème Bezin II) font partie, avec le quartier Paillant devenu chef-lieu, de la nouvelle commune de Paillant. c) La section de Baconnois est divisée en deux (2) sections communales ; la 1ère partie (la 1ère section Baconnois-Grand Fond) est conservée dans la commune de l’Anse-à- Veau tandis que la 2ème partie (la 1ère Baconnois-Barreau) est insérée dans la nouvelle commune d’Arnaud. d) La section Grand-Boucan est divisée en deux (2) section communales : la 1ère partie (la 1ère Grand-Boucan) et la 2ème partie (la 2ème Eaux Basses) font partie, avec le quartier GrandBoucan devenu chef-lieu, de la nouvelle commune de GrandBoucan. 10 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 1.2.2.- Trois (3) nouveaux empiétements territoriaux. a) La limite intercommunale Baradères-Pestel est devenue également interdépartementale Nippes – Grand’ Anse. De Plus, Zétrois et Eaux Basses font totalement partie du département des Nippes et constitue une nouvelle section communale de la nouvelle commune de Grand-Boucan (et du nouvel arrondissement des Baradères). b) L’article 5-5 de la loi créant ce département inclut les localités Clément, Plaisance et autres (de Cavaillon, Sud) dans la 1 ère communale Plaisance dans la nouvelle commune de Plaisance du Sud c) L’article 2 de cette loi inclut toute la superficie de l’étang de Miragoâne et dans le département des Nippes. C’est ce décret qui va également préciser ces trois (3) empiétements territoriaux. Le département des Nippes a été créé en 2003 sur la partie orientale du département de la Grand'Anse. Miragoâne est son chef lieu et il est divisé en 3 Arrondissements et 11 Communes: Arrondissement de Miragoâne (4 communes): 1. Commune de Miragoâne a) Ville de Miragoâne b) 1ère section Chalon c) 2ème section Belle-Rivière d) 3ème section Dessources e) 3ème section St Michel + Abraham (et quartier St Michel du Sud) 11 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2. Commune de Petite-Rivière de Nippes a) Ville de Petite-Rivière de Nippes b) 1ère section Fonds-des-Lianes c) 2ème section Cholette d) 3ème section Silègue (et Quartier Charlier ) e) 4ème section Bezin 3. Commune de Fonds-des-Nègres a) Ville de Fonds-des-Nègres b) 1ère section Bouzi (et Quartier Bouzi) c) 2ème section Fonds-des-Nègres ou Morne Brice d) 3ème section Permele e) 4ème section Cocoyers-Ducheine 4. Commune de Paillant a) Ville de Paillant b) 1ère section Salagnac c) 2ème section Bezin II Arrondissement de l’Anse-à-Veau (5 communes): 1. Commune de l’Anse-à-Veau a) Ville de l’anse-à-Veau b) 1ère section Baconnois-Grand-Fond (et Quartier de Baconnois) c) 2ème section Grande-Rivière-Joly 12 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 d) 3ème section Saut du Baril (et Quartier Saut du Baril) 2. commune de l'Asile a) Ville de l’Asile b) 1ère section l’Asile ou Nan Paul c) 2ème section Changieux (et Quartier Changieux) d) 3ème section Tournade e) 4ème section Morisseau (et Quartier Morisseau) 3. Commune de Petit-Trou de Nippes a) Ville de Petit-Trou de Nippes b) 1ère section Raymond c) 2ème section Tiby (Quartier de Grande-Ravine) d) 3ème section Lièvre (et Quartier Lièvre) 4. Commune de Plaisance du Sud a) Ville de Plaisance du Sud b) 1ère section Plaisance (ou Ti François) c) 2ème section Anse-aux-Pins d) 3ème section Vassal Labiche 5. Commune d’Arnaud a) Ville d’Arnaud b) 1ère section Baconnois-Barreau c) 2ème section Baquet 13 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 d) 3ème section Arnaud (Morcou) Arrondissement des Baradères (2 communes): 1. Commune des Baradères a) Ville des Baradères b) 1ère section Gerin ou Mouton c) 2ème section Tête d’Eau d) 3ème section Fond-Tortue (et Quartier Fond-Tortue) e) 4ème section La Plaine f) 5ème section Rivière Salée 2. Commune de Grand Boucan a) Ville de Grand Boucan b) 1ère section Grand Boucan c) 2ème section eaux Basses (et Quartier Eaux Basses) 1.2.3- Bornes de la commune de Miragoâne La commune de Miragoâne est bornée au Nord par le Golfe de la Gonâve, au Sud par la ville d’Aquin, à l’Est par la ville de Petit-Goâve et à l’Ouest par la ville de Petite-Rivière de Nippes. 1.3.- Historique A une vingtaine de kilomètres de Petit-Goâve, en direction des Cayes, s'étend la petite ville de Miragoâne. Fondée par les Anglais autour d'un bassin bien protégé, détruite au XIXième siècle au cours d'une des nombreuses guerres civiles à l'haïtienne, elle fut ensuite un coquet village, malheureusement de plus 14 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 en plus dégradé par l'afflux incontrôlé et quotidien de centaines de personnes attirées par les possibilités d'affaires liées au commerce interlope. Port important de contrebande, la ville tourne aujourd'hui le dos à son passé sans se donner les moyens d'un avenir. Dominant le port du haut de ses "cent" marches, l'église Saint Jean-Baptiste semble, par son architecture, tout droit sortie d'un paysage breton. A l'intérieur, on verra un bel autel de marbre, qui avait été prévu pour l'église de Jérémie. L'étang de Miragoâne, le second du pays par sa superficie, est surtout fréquenté par les pêcheurs. Il se trouve avant le carrefour Desruisseaux, au 95 km en partant de Port-au-Prince juste avant d'arriver à Miragoâne. On l'aperçoit sur le côté gauche, et, en empruntant un chemin après 1,8 km, on arrive à proximité. Cet étang perché sur une hauteur de 13 m, a un pourtour d’à peu près de 15 Km et se déverse dans la mer par une fissure. Les Espagnols l’appelèrent « Agua de Bauchora ». Il faut ensuite laisser la voiture et s'embarquer sur un canot ou un "bois rond" pour traverser les joncs, vous distinguerez les canards sauvages et les tortues. Son aspect tranquille et sa végétation abondante vous séduiront. Il est possible de parcourir l'étang seul, à condition d'avoir un bagage linguistique pour s'entendre avec les pêcheurs. On peut faire des excursions autour du lac en faisant appel aux guides du CEHPAPE. Une fois arrivé en ville, vous pourrez voir l'église Saint-Jean Baptiste, un bel exemple de cathédrale néogothique. A proximité de l'église, vous trouverez le Fort Réfléchi, à côté de Carrefour LaCroix. On aperçoit ses ruines dominant le cimetière. On y accède en remontant la route de l'Eglise. Après l'église, vous prendrez un chemin sur la gauche au panneau "joe garage". Après avoir passé le portail de l'école, vous vous garez et apercevrez le fort sur votre droite en haut d'un morne. Il suffit alors d'escalader la pente pour y accéder. En plus des vestiges de ce monument, il y a un canon posé sur un socle. C'est tout ce qui reste de la guerre fratricide entre libéraux et nationaux qui a endeuillé les familles miragoânaises. 15 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Du sommet, vous aurez un point de vue saisissant sur le port et le golfe de la Gonâve. Le Fort Réfléchi coiffant les collines, au sud de Miragoâne, cet édifice tire son nom de la forfanterie de ses constructeurs qui le donnaient pour imprenable et pensaient qu'il faudrait réfléchir à deux fois avant de l'attaquer. De jeunes bourgeois mulâtres et libéraux, regroupés en nombre autour de Boyer Bazelais, opposants au président Salomon, s'y réfugièrent en 1883 pour tenter une ultime résistance aux forces gouvernementales. Assiégés pendant des mois, décimés par la maladie, ils capitulèrent le 22 octobre et furent massacrés. Rien sur place ne perpétue le souvenir de cette tragédie. Bordant Miragoâne au sud, le morne Plymouth fut célèbre pour ses mines de bauxite dont l'exploitation, pour cause d'épuisement, a été arrêtée en 1982. Depuis, l'Etat Haïtien a entrepris dans les fondrières une expérience de reboisement par l'implantation de pinèdes sur les pentes les plus menacées par l'érosion. Le village de Paillant, dont les belles villas encore intactes accueillaient les cadres de la compagnie minière Reynold's Mining CO, jouit d'un climat sain et d'une température fraîche toute l'année. L'ancien gisement de bauxite de Rochelois a été désaffecté et abrite maintenant un entrepôt de vente de voitures d'occasion importées de Floride. Les gens viennent de tout le pays à la recherche d'une bonne affaire. Miragoâne est l’une des villes d’Haïti ayant donné un chef d’état à la république, ce qui constitue pour les miragoânais une fierté immense. Il s’agit de Tancrède Auguste, grand-père d’un célèbre écrivain haïtien Jacques Roumain. Il avait occupé la présidence de la république pendant la période allant du 8 août 1912 au 2 mai 1913. Il fut l’un des rares Chefs d’Etats haïtiens à mourir au pouvoir. 1.4.- Aspect physique En dehors de l'axe routier Port-au-Prince & endash; Miragoâne, les voies de pénétration n'offrent aucun service acceptable, ce sont des routes en terre battue. Il faut dire que seule le cœur de la ville conserve son ancienne 16 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 architecture en ce qui a trait aux constructions immobilières. Dans les localités avoisinantes, on fait face à de véritables bidonvilles de béton. Le relief de la région est assez varié. Une partie de la ville est située dans les hauteurs (Desruisseaux, La Croix) alors que l’autre partie se situe dans un bassin peu élevé au dessus du niveau de la mer. Les cotes de la ville sont assez accidentées. 1.5- Activités socio-économiques Jusqu’en 1998, selon les données de l’IHSI, les principales activités économiques restaient classées ainsi : en premier lieu on avait l’agriculture et l’élevage ; en second lieu le commerce et comme dernière activité il restait la pêche. Le commerce maritime constitue la principale activité économique et la culture maraîchère la principale production agricole. De plus, il ne faut pas oublier que, grâce au port de Miragoâne, le commerce de produits usagés de toute sorte, couramment appelés « pèpè », couvre presque toute la commune. Miragoâne est un port ouvert qui génère à l'état haïtien environ dix huit millions (18, 000,000) de gourdes par mois. Pourtant la commune est privée de toutes les infrastructures de base. Les différents tronçons de route qui donnent accès à la commune sont en piteux état. Les moyens de communications sont quasi inexistants, il n'y a pas d'eau potable. 1.6- Activités culturelles Haïti est un pays aux richesses d’une culture fortement affirmée et vivante dont l’expression artistique populaire constitue un spectacle de grand intérêt pour les touristes. Elle a des vestiges d’un passé glorieux et prestigieux que personnifient les nombreux sites touristiques et historiques. Au charme d’anciennes villes historiques, s’ajoutent des potentialités naturelles attrayantes 17 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 pour le tourisme qui sont liées au climat, à l’environnement et à la variété du paysage. Il est vrai que le département des Nippes ne figure pas parmi les régions les plus attrayantes de la république, cependant les quelques activités culturelles qu’offre cette ville retiennent l’attention de plus d’un. 1.6.1- Activités touristiques La principale activité touristique qu’offre la région est la « Plage de Détour » située dans la localité de Détour. La fréquence de visites reste qu’occasionnelle et c’est surtout du tourisme local. A noter que la fête patronale de la zone, St Jean le Baptiste, est l’une des activités qui attire beaucoup de touristes (surtout la Diaspora) dans la région. 1.6.2-Culture et loisirs Dans cette rubrique, deux (2) autres subdivisions peuvent s’y intégrer, à savoir : a) Lieux de divertissement et de loisirs Tout d’abord, parlons des bibliothèques. Elles sont au nombre de deux (2) dans la ville et regroupent un total de 757 livres suivant les données de l’IHSI. Le théâtre n’est pas le point fort de cette région. D’ailleurs, la zone loge une seule et unique salle de théâtre et sa fréquence de présentation ne dépasse pas un ou deux (2) fois par an. Le cinéma est peu présent dans cette localité. Le sport joue un rôle important au sein de la communauté miragoânaise. Les plus pratiqués sont : le football et le basket-ball. Après viennent le karaté, le judo et le volleyball. Les Night Club et restaurant dansant présentent la plus grande part des activités culturelles et occasionnent du même coup l’activité nocturne dans les rues de Miragoâne. A tout ceci, viennent s’ajouter les gaguères permettant aux paysans de se détendre après une rude journée de travail. Une seule et unique place publique se tient dans la ville, la « Place Dame de Miragoâne », qui 18 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 aujourd’hui s’est transformée en un véritable marché où l’on fait l’étalage de marchandises de toutes sortes. b) Monuments et sites La zone loge principalement deux (2) grands monuments et sites : le Fort Réfléchi qui est type historique situé dans la localité La Croix et la Grotte de type naturelle située dans la localité de Bel Air. A noter que la commune de Miragoâne ne loge pas de lieux ou de temples notoires (vaudou). Cependant il y a des hougans et des mambos. En somme, il faut dire que les activités culturelles de la zone présentent une diversité acceptable. Toutefois, il faudrait repenser la pratique de ces activités car elles sont archaïques et vétustes. 1.7.- Electricité Bien que l’électricité est presque une affaire de luxe en Haïti, Miragoâne est l’une des villes de cette dite République qui est dotée d’un service d’alimentation en énergie électrique depuis plus de deux (2) décennies. Toutefois, il faut souligner que la production de l’énergie ne se fait pas à Miragoâne mais au niveau de Petit-Goâve. En effet, à Petit-Goâve la production de l’énergie se fait à partir d’une centrale thermique équipée de trois (3) groupes de capacité 1.5 MVA chacun. 19 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 CHAPITRE II EVALUATION DE LA CHARGE ACTUELLE DE LA ZONE 2.1.- Evaluation de la charge actuelle : Selon une étude réalisée par la société MONENCO pour l’ED’H (Août 1988), l’évaluation de la charge actuelle d’une zone peut être faite de deux façons : Si la zone a été déjà électrifiée, on utilise les données électriques et économiques relatives à cette zone pour évaluer la charge. Si elle n’a jamais été électrifiée on applique à cette zone les données électriques d’une ville similaire déjà électrifiée. S’il est impossible d’appliquer les deux façons précédentes, on procède au comptage des différents bâtiments de la zone en les classant suivant les matériaux utilisés pour leurs constructions (bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels – s’il y en a). On associe à ce comptage des données démographiques recueillies à partir de documentation appropriée concernant la zone d’étude. Les informations (données) obtenues à l’ED’H indiquent qu’en 2007, il n’y a que 727 clients actifs et que le taux de facturation est de 40% c'est-à-dire, en réalité, les 727 clients actifs représentent environ 40% des personnes effectivement branchées sur le réseau. D’autre part, parmi les 727 clients actifs, il y a 690 clients résidentiels, 16 clients commerciaux, deux clients industriels dont un (1) en moyenne tension (MT) et un (1) en basse tension (BT), 4 rues éclairées, 11 organismes publics et 4 organismes autonomes. En tenant compte du taux de facturation, environ 60% de la puissance consommée n’est pas facturée. Ce qui représente un total de 727 60 = 1090 40 clients non facturés. Ainsi, de façon théorique, le nombre de clients qu’il devrait y avoir à Miragoane est de : 727+1090 soit 1817 clients. 20 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Toutefois, la consommation n’est pas la même pour tous les clients. C’est ainsi qu’ils sont classés en plusieurs types dont : Clients résidentiels Clients commerciaux Clients industriels Eclairage des rues et des places publiques Organismes Publics et Autonomes 2.1.1.-Répartition des différentes charges 1) Charges résidentielles Les clients résidentiels sont ceux alimentés en 120V, 1 et ils sont classés en trois (3) catégories selon le type de matériels existant chez ces clients. Ce sont les clients de : Type A Type B Type C a) Clients de type C Les charges de type C regroupent les clients modestes. Ce sont des clients ayant leurs maisons construites en un seul étage n’excédant pas trois (3) chambres et/ou de construction archaïque. Sont aussi incluses dans cette catégorie de clients les petites écoles qui, à priori, n’ont besoin de quelques rares matériels électriques pour leur fonctionnement. N.B.- En général, l’EDH ne dessert en électricité les maisons recouvertes de paille afin de diminuer les risques d’incendie. Ainsi, ces potentiels clients ne sont pas considérés dans le cadre de cette étude. En outre, au niveau de la ville de Miragoâne, beaucoup de maisons situées au cœur même de la ville sont destinées à l’emballage et à la conservation de marchandises n’ayant presque aucun rapport avec l’électricité. 21 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 De ce fait, ces maisons sont considérées comme des clients résidentiels de type C. b) Clients de type B Cette catégorie regroupe les clients moins aisés, possédant des maisons plus ou moins modernes respectant les normes de construction et les écoles d’envergure moyenne. c) Clients de type A Les clients de type A sont ceux ayant les maisons modernes répondant à presque toutes les normes de construction moderne. Sont aussi incluses dans ce groupe, les grandes boutiques, les succursales de téléphone, les restaurants, … Au fait, ce sont des clients qui possèdent chez eux tout ce qu’il faut pour fonctionner. Les données recueillies à l’IHSI indiquent qu’en 1999, on comptait 3334 ménages dans la ville de Miragoâne. Il est impossible que le nombre atteigne 5000 en 2007, car ce serait une augmentation d’environ 50% en huit (8) ans seulement. Un échantillon de 10% sur une population de 5000 est acceptable suivant les règles de la statistique. Ainsi, l’échantillon choisi est de 500 ménages. De ces derniers, l’étude révèle qu’il y a soixante (60) de type A (12%), cent dixneuf (119) de type B (23.8%), trois cent vingt et un (321) de type C (64.2%). L’application de ces taux au nombre total de clients résidentiels (1770) permet d’obtenir : deux cent douze (212) de type A, quatre cent vingt et un (421) de type B et mille cent trente sept (1137) de type C. 2) Charges commerciales Sont considérées comme clients commerciaux les églises, les hôpitaux, les night Club, les cyber café, les succursales de banque, les morgues, les grandes écoles. 22 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Ces charges sont réparties suivant le type d’activités incluant les différents matériels utilisés pour ces activités. C’est ainsi que les hôtels, les églises, les écoles, etc.…. sont traités séparément. Au cours du comptage, cinq (5) grandes écoles, quatre (4) cyber café, trois (3) grandes églises, deux (2) morgues, trois (3) succursales de banque dont l’une est alimenté en triphasé, un (1) hôpital alimenté en triphasé, une (1) salle de cinéma, un (1) night club, une (1) usine à glace, une (1) source de congélation alimentée en triphasé ont été dénombrés. 3) Charges industrielles Les clients possédant des charges industrielles sont les clients qui sont alimentés en ( 120V / 240V ,3 ). Les clients considérés comme clients industriels au niveau de la ville de Miragoâne sont : La UNIBANK La source de congélation L’Hôpital Sainte Thérèse Puissance nominale.En général, la puissance nominale à installer est connue pour chaque type de clients, on doit savoir la puissance nominale des différents types qui composent la population en tenant compte du nombre de clients de chaque type et d’un facteur qu’on appelle ‘Facteur de coïncidence’. Facteur de coïncidence ou de simultanéité.Le facteur de coïncidence représente le pourcentage de clients d’un type donné branché simultanément sur le réseau. 23 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Tableau montrant les facteurs de coïncidence Nombre de clients Facteur de coïncidence 1à 4 5à9 1 0.78 10 à 15 à 20 à 25 à 30 à 35 à 50 à 14 19 24 29 34 49 X 0.63 0.53 0.49 0.46 0.44 0.42 0.4 Facteur de demande.En général un client n’utilise pas simultanément tous les équipements électriques qu’il possède, seulement un certain nombre d’appareils est branché pour satisfaire ses besoins. Ainsi ce facteur indique le pourcentage de la puissance totale installée des appareils chez le client que ce dernier utilise. Tableau montrant les facteurs de demande Clients Facteur demande Petites résidences, éclairage + appareils sans fours 50 -75% électriques Résidences moyennes, éclairage + appareils sans fours 40 -60% électriques Grandes résidences, éclairage + appareils + fours 30 -60% électriques Petits magasins – Petite boutique – Salon de beauté 40 -60% Grands magasins – Market 70 -90% Petites industries 35 -65% Grandes industries 50 -80% Hôtels 35 -60% Bureaux 60 -80% 24 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE de ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Dans les calculs qui suivent, le facteur de demande utilisé représente en quelque sorte la moyenne arithmétique des facteurs de demande pour chaque type de clients. Par exemple, pour un client de type A le facteur de demande considéré est 0.45, pour un hôtel 0.48, etc. 2.1.2.- CALCUL DE LA CHARGE POUR LA VILLE DE MIRAGOANE Le comptage du nombre de ménages dans la ville a donné les résultas suivants : Type de clients Quantité A 212 B 421 C 1137 Commercial 25 Industriel 3 Eclairage des Rues 4 OPA 15 Total 1817 25 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Calcul de charge pour les différents types de clients Clients de type A Appareils couramment utilisés chez un client de type A Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) TV Couleur 2 250 500 Vidéo 1 50 50 Radio 2 60 120 Fer à repasser 1 1200 1200 Blender (malaxeur) 1 300 300 Ventilateur 2 50 100 Réfrigérateur 1 250 250 Lampe Electrique 10 60 600 Onduleur 1 800 800 Toaster 1 1000 1000 TOTAL ---- ---- 4920 Puissance totale pour un client de Type A : 4920 Watts Facteur de demande pour les clients de type A : 0.45 Demande maximum : Dmax = 4920 0.45 Dmax 2214watts Nombre de clients de type A : 212 Facteur de coïncidence : FC = 0.4 Puissance totale demandée pour ces clients : PA = 2214 0.4 212 PA 187.747kilowatts 26 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2. Clients de type B Appareils couramment utilisés chez un client de type B Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) TV Couleur 1 250 250 Vidéo 1 50 50 Radio 2 45 90 Fer à repasser 1 1200 1200 Blender 1 300 300 Ventilateur 2 50 100 Réfrigérateur 1 250 250 Lampe Electrique 8 60 480 TOTAL ---- ---- 2720 Puissance totale pour un client de Type B : 2720 Watts Facteur de demande pour les clients de type B : 0.5 Demande maximum : Dmax = 2720 0.5 Dmax 1360watts Nombre de clients de type B : 421 Facteur de coïncidence : FC = 0.4 Puissance totale demandée pour ces clients : PB = 1360 0.4 421 PB 229.024kilowatts 27 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 3. Clients de type C Appareils couramment utilisés chez un client de type C Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) TV Couleur 1 150 150 Radio 1 45 45 Fer à repasser 1 1200 1200 Ventilateur 1 50 50 Lampe Electrique 3 60 180 TOTAL ---- ---- 1625 Puissance totale pour un client de Type C : 1625 Watts Facteur de demande pour les clients de type C : 0.63 Demande maximum : Dmax = 1625 0.63 Dmax 1023.75watts Nombre de clients de type C : 1137 Facteur de coïncidence : FC = 0.4 Puissance totale demandée pour ces clients : PC = 1023.75 0.4 1137 Ptot 465.60kilowatts Puissance Totale demandée par les clients résidentiels : PRe s PA PB PC 187.747 229.024 467.60 Ptot 882.371kilowatts 4. Clients Commerciaux a) Ecole Une école peut être considérée comme un client commercial comme normalement on le fait pour les petits magasins, les petites boutiques ou encore les salons de beauté. Le facteur de demande considéré pour ce type de client est 0.5. 28 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Appareils couramment utilisés dans une école Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) Ventilateur 2 50 100 Lampe Electrique 25 75 1875 Glaceur 1 80 80 Ordinateur 1 840 840 TOTAL ---- ---- 2895 Puissance totale pour une Ecole : 2895 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.5 Dmax = 2895 0.5 Dmax 1447.5watts Demande maximum : Nombre de Grandes Ecoles : Facteur de coïncidence : 5 FC = 0.78 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 1447.5 0.78 5 P 5.645kilowatts b) Eglise En général, les églises ne fonctionnent pas tous les jours et pendant toutes les heures de la journée. Cela amène à dire que les églises sont certes des clients commerciaux, mais des clients commerciaux spéciaux dont leur facteur de demande ne devrait pas dépasser 0.35. 29 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Appareils couramment utilisés dans une Eglise Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) 2 50 100 Electrique 8 40 320 Ventilateur Lampe (1T) Amplifier 1 1000 1000 TOTAL ---- ---- 1420 Puissance totale pour une Eglise : 1420 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.35 Demande maximum : Dmax = 1420 0.35 Dmax 497 watts Nombre d’Eglises : Facteur de coïncidence : 3 FC = 1 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 497 1 3 P 1.491kilowatts c) Cyber café Ce groupe de clients commerciaux est l’un des rares qui fonctionnent tous les jours et surtout dans un intervalle de temps assez large. Donc le facteur de demande pour ces clients est comme celui des markets et d’après le tableau montrant le facteur de demande pour les différents types de clients, on peut le prendre égale à 0.5. 30 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Appareils couramment utilisés dans un cyber café Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) Ordinateur 5 840 4200 Ventilateur 2 50 100 Electrique 2 40 80 40 40 Lampe (1T) Imprimante 1 Onduleur 1 TOTAL ---- 1000 1000 ---- 5420 Puissance totale pour une Cyber Café : 5420 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.5 Demande maximum : Nombre de café : Dmax = 5420 0.5 Dmax 2710watts 4 Facteur de coïncidence : FC = 1 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 2710 1 4 P 10.84kilowatts d) Hôtel Ce type de clients est très répandu et très important. Ces clients fonctionnent normalement sept (7) jours sur sept (7) et vingt quatre (24) heures par jour et le tableau du facteur de demande conduit à prendre 0.48 comme leur facteur de demande. 31 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Appareils couramment utilisés dans un hôtel Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) TV Couleur 10 150 1500 Radio 10 45 450 Ventilateur 12 50 600 Lampe Electrique 20 60 1200 Coffee Maker 1 800 800 Toaster 1 1000 1000 Pompe Electrique 1 746 746 Onduleur 1 1000 1000 Réfrigérateur 1 250 250 TOTAL ---- ---- 7546 Puissance totale pour un Hôtel : 7546 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.48 Demande maximum : Dmax = 7546 0.48 Dmax 3622.08watts Nombre d’Hôtel : Facteur de coïncidence : 6 FC = 0.78 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 3622.08 0.78 6 P 16.95kilowatts e) Morgue Tout comme les hôtels, les morgues fonctionnent sept (7) jours sur sept (7) et vingt quatre (24) heures par jour. Donc on peut considérer le même facteur de demande pour ces clients. 32 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Appareils couramment utilisés dans une Morgue Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) Radio 1 60 60 Ventilateur 2 50 100 Electrique 8 40 320 Lampe (1T) Compresseur 1 3000 3000 TOTAL ---- ---- 3480 Puissance totale pour une Morgue : 3480 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.48 Dmax =3480 0.48 Dmax 1670.4watts Demande maximum : Nombre de Morgues : 2 Facteur de coïncidence : FC = 1 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 1670.4 1 2 P 3.341kilowatts Puissance apparente relevée à partir des transformateurs d’alimentation Institution Puissance nominale Puissance réelle (KW) (KVA) cos 0.9 Détente Ciné 10 9 Usine à glace 50 45 Terrasse Club 50 45 Sogebank 37.5 33.75 BNC 37.5 33.75 TOTAL 185 166.5 33 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 En général, un transformateur n’est utilisé qu’à environ 70% de sa capacité. Donc, la puissance consommée réellement par ce groupe de clients est de 116.55 kW. Puissance totale à installer pour tous les clients commerciaux Pcom 5.645 1.491 10.84 16.95 3.341 116.55 Pcom 154.817kw 5) Organismes Publics et Autonomes Les Organismes Publics et Autonomes sont considérés comme un type particulier de clients. Ce groupe de clients fonctionne presque de la même manière que certains clients commerciaux c’est-à-dire de huit (8) heures du matin jusqu’à quatre (4) heures de l’après midi. En pratique, ce sont des bureaux et leur facteur de demande est d’environ 0.7. Un total de quinze (15) organismes Publics et Autonomes ont été identifiés au cours de cette étude. Appareils couramment utilisés dans un organisme public et autonome (O.P.A) Appareils Quantité Puissance Puissance Totale unitaire (Watt) (Watt) Ventilateur 2 50 100 Climatiseur 1 2500 2500 Electrique 6 40 240 Glaceur 1 80 80 Ordinateur 2 840 1680 Imprimante 1 40 40 TOTAL ---- ---- 4640 Lampe (1T) Puissance totale pour un O.P.A : 4640 Watts Facteur de demande pour les clients commerciaux : 0.7 34 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Dmax = 4640 0.7 Dmax 3248watts Demande maximum : Nombre d’organismes Publics et Autonomes : 15 Facteur de coïncidence : FC = 0.63 Puissance totale demandée pour ces clients : P = 3248 0.63 15 PB 30.694kilowatts Cette puissance représente la puissance totale à installer pour cette catégorie de clients. 6) Clients industriels Trois (3) clients industriels alimentés en triphasé ( 3,120 / 240 ) dont leur puissance consommée a pu être identifiée à partir de la plaque signalétique du banc de xfos les alimentant sur l’ancien réseau de l’EDH. Ce sont : Hôpital Sainte Thérèse (un banc contenant 2 xfos de 10 KVA et 1 xfo de 37.5 KVA) Source de Congélation (avec un banc de 3 xfos de 50 KVA) Unibank (ayant un banc de 3 xfos de 25 KVA) Tableau récapitulatif Puissance nominale Puissance Réelle (KW) (KVA) cos 0.9 Hôpital Sainte Thérèse 57.5 51.75 Source de Congélation 150 135 Unibank 75 67.5 TOTAL 282.5 254.25 Suivant la considération faite pour les clients commerciaux ayant leur propre transformateur, la puissance consommée réellement par ces trois clients industriels est de 177.975 kW. 35 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2.1.3.-Calcul de la charge pour la commune de Paillant La méthode utilisée pour évaluer la quantité de ménages de chaque type dans la ville n’est pas applicable pour la commune de Paillant. Car l’IHSI n’est pas en mesure de nous fournir l’information concernant le nombre de ménages pour la dite commune. Donc, il n’y a pas de base pour choisir un échantillon. Sur ce, obligation était faite à nous de compter les différents ménages. Le tableau qui suit montre les données recueillies lors du comptage. A noter qu’aucun client industriel, tel qu’il est défini, n’a été trouvé dans cette commune. Type de clients Quantité A 53 B 56 C 68 Commercial 6 Industriel 0 Eclairage des rues 1 OPA 1 Total 185 Calcul de la puissance totale pour les différents types de clients résidentiels Type de Clients Quantité Facteur de Puissance résidentiels coïncidence demandée Puissance Totale (kW) (W) A 53 0.4 2214 46.937 B 56 0.4 1360 30.464 C 68 0.4 1023.75 27.846 Total ---- ---- ---- 105.247 36 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Parmi les clients commerciaux, trois (3) églises, trois (3) grandes écoles et un hôpital ont été identifiés. Les calculs effectués pour les différents clients commerciaux au niveau de la ville de Miragoâne sont aussi appliqués pour ceux de la commune de Paillant. Le tableau qui suit donne les résultats pour ces clients : Type de Quantité Facteur Clients de Puissance coïncidence commerciaux demandée Puissance Totale (kW) (W) Eglise 3 1 497 1.491 Ecole 3 1 1447.5 4.342 Hôpital 1 ---- ---- 9.45 Total --- 15.283 Un seul Organisme Public et Autonome a été trouvé dans cette commune. Il s’agit de la Mairie de la dite commune. Facteur de Puissance coïncidence demandée Puissance Totale (kW) (W) 1 3248 3.248 N.B.- L’hôpital trouvé est alimenté à partir d’un transformateur monophasé de 15 KVA. Donc, pour trouver la puissance réelle de ce client, on a considéré un facteur de puissance cos 0.9 en appliquant la formule : Puissance réelle = Puissance apparente facteur de Puissance ou encore P = S cos 15 0.9 13.5KW . De plus un transformateur est utilisé à 70% de sa capacité. De ce fait, la puissance réelle consommée par cet hôpital est de 9.45 kW. 37 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 La puissance réelle totale pour la commune de Paillant est alors : P Pres Pcom POPA 105.247 15.283 3.248 P 123.778kilowatts Tableau récapitulant la puissance totale demandée par chaque type de clients Puissance demandée (kW) Type de clients Miragoâne Paillant Puissance totale (kW) Résidentiels 882.371 105.247 987.618 Commerciaux 154.817 15.283 170.1 Industriels 177.975 0 177.975 O.P.A 30.694 3.248 33.942 Total ---- ---- 1369.635 Ainsi, la puissance réelle totale à installer pour tous les clients de la zone d’étude est de 1369.635 kilowatts soit 1.37 MW. 2.2.-Eclairage de rues et des Places publiques 2.2.1.-Avantages et inconvénients Personne ne peut ignorer que l’électricité est à la base du développement dans n’importe quel pays du monde. Sur cette ligne d’idée, peut-on imaginer l’électrification d’une ville sans éclairer ses rues ? Nullement. Tout cela est pour dire que l’éclairage de rues se révèle d’une importance capitale dans le développement d’une ville. En effet, il facilite la vie nocturne en améliorant le confort visuel des piétons, des automobilistes ; augmente l’activité commerciale ; protège contre les accidents ; augmente le rendement du travail. Aussi permet-il de prévenir l’action des gens mal intentionnées pendant la nuit. 38 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Toutefois, il faut éviter un niveau d’éclairement trop élevé. Car, dans une telle condition, les usagers de la route (piétons, automobilistes, cyclistes et motocyclistes) auraient un sentiment de confiance et de sécurité trop grand. Il ne faut pas oublier que le problème de l’éclairage est avant tout un problème de vision. En d’autres termes, pour s’éclairer correctement dans de bonnes conditions, il faut soulever divers points de détail qui sont d’une grande importance pour les yeux. Donc, un mauvais éclairage (éclairage mal fait) attaque les yeux. Par ailleurs, juste avant d’entrer d’emblée dans les calculs d’éclairage, il s’avère nécessaire de définir quelques concepts relatifs à ce domaine. 2.2.2.- Définition de quelques concepts importants pour l’éclairage a) Lumière Selon l’Illuminating Engineering Society, la lumière est définie comme l’énergie rayonnante selon son pouvoir à produire une sensation visuelle b) Intensité lumineuse La lumière se mesure comme toute grandeur. Considérons une bougie de stéarine, elle émet de rayons dans toutes les directions. Cependant, ces rayons sont dans la partie la plus large de la flamme, c'est-à-dire que la lumière est plus intense dans le plan horizontal. On a pris comme unité d’intensité lumineuse la quantité de lumière émise dans ce plan et on lui a donnés le nom de bougie. Notons que la nouvelle dénomination est le << Candela>>. c) Flux lumineux Toutefois, une intensité variable avec la direction des rayons lumineux ne permet de faire une comparaison entre les différentes sources lumineuses au point de vue de la production de lumière. On a donc été conduit à considérer l’ensemble des rayons lumineux dans toutes les directions. Cette quantité de lumière totale émise par une source s’appelle le flux lumineux. 39 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 d) Eclairement ou Illumination Il est intéressant d’apprécier non pas la lumière émise par une source, mais celle reçue par un objet. Une surface est plus ou moins éclairée selon que le flux lumineux qui tombe sur elle est plus ou moins important. On appelle éclairement d’une surface le flux lumineux tombant sur chaque mètre carre de cette surface. On dit que l’éclairement est de 1 lux lorsqu’une surface de 1 mètre carré reçoit un flux de 1 lumen. Pour donner une idée concrète : un journal déplie, place a 1 mètre d’une bougie, a un éclairement de 1 lux environ. Nous voyons que cette notion est très importante puisqu’elle nous donne l’effet utile de l’éclairage. D’après ce qui précède, l’éclairement d’un objet varie avec la distance de celui-ci par rapport à la source lumineuse. Il varie inversement proportionnellement au carré de la distance. e) Luminaire Un luminaire est un appareil d’éclairage complet pour la bonne répartition du flux lumineux, comprenant la ou les douilles, la ou les lampes et tout l’appareillage pour le contrôle de la lumière. f) Luminance On définit la luminance comme étant le nombre de candela par mètre carre de surface apparente. Lorsqu’une surface de 1 mètre carré émet, dans une direction déterminée, une intensité lumineuse de 1 candela, on dit que la luminance dans cette direction est de 1 candela g) Eblouissement Si on fixe une lumière vive pendant quelques instants, on éprouve un certain malaise. La rétine de l’œil est trop fortement impressionnée et il s’ensuit des contractions du nerf optique. Pour empêcher cette gêne, il faut masquer le foyer lumineux à la vue. 40 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 L’éblouissement peut d’ailleurs se manifester soit par réflexion occasionnée par des surfaces brillantes (papier glace, bois vernis, métal poli), soit par contraste, lorsqu’on passe sans transition de l’obscurité à la lumière violente. h) Niveaux d’éclairement Des expériences ont mis en évidence l’influence de l’éclairement sur la rapidité de la vision, la fatigue oculaire et nerveuse, ainsi que la précision et le rendement du travail. Elles ont montré la nécessité d’un éclairement d’autant plus intense que le travail est plus précis et que les objets ont des facteurs de réflexion plus faibles. i) Coefficient d’utilisation C’est un coefficient exprimant le pourcentage de flux lumineux qui atteindra l’une ou l’autre des deux surfaces de longueur infinie ; l’une s’étendant en face et l’autre à l’arrière du luminaire quand ce dernier est monté suivant les recommandations du constructeur. Pour trouver le coefficient d’utilisation, on exprime les dimensions transversales de la chaussée en fonction de la hauteur. j) Facteurs de dépréciation Ce sont les principales causes de perte de lumière des luminaires utilisés pour l’éclairage des rues. Ces facteurs défavorables existent toujours à des degrés plus ou moins grands. Donc, il faut en tenir compte lors des calculs d’éclairage. Ce sont : k) LLD (Lamp Lumen Depreciation) Ce facteur mesure le rapport entre le flux initial d’un nombre de lampes neuves et le flux de ces mêmes lampes au moment du remplacement a l’époque prévue. Ce facteur indique habituellement le rapport fondé sur une durée de vie de 70% de la vie des lampes. 41 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 l) LDD (Lumen Dirt Depreciation) Ce facteur mesure le rapport entre le flux lumineux initial émis par un luminaire propre et le flux qu’émet ce même luminaire au moment ou il doit être nettoyé. 2.2.3.- Choix de la méthode de calcul Les normes de l’éclairage amène a calculer l’éclairage des rues suivant l’une ou l’autre des deux méthodes suivantes : 1.-Lumen method : utilisée pour déterminer l’éclairement moyen de la chaussée 2.-Lumen Intensity method : utilisée pour déterminer l’éclairement en un point précis de la chaussée. La première est utilisée car elle permet une répartition de la lumière plus ou moins uniforme sur la chaussée. 2.2.4.- Détermination de l’éclairement moyen Une courbe appelée << courbe d’utilisation >> permet de calculer l’éclairement moyen sur une grande chaussée. Pour un type de luminaire donné, la courbe d’utilisation est donnée par le constructeur. Elle fournit une méthode pratique de détermination de l’éclairement moyen sur une chaussée quand on connaît les paramètres suivants: . Hauteur de feu du luminaire . Distance de la lampe par rapport au poteau . Largeur de la chaussée . Distance entre deux luminaires consécutifs . Flux lumineux de la lampe utilisée Formule de détermination de l’éclairement moyen 42 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Cette formule est différente suivant que la lampe soit exposée ou non à la poussière. Ainsi, on a : Lampe non exposée à la poussière : E Lampe couverte de poussière : E Cu sw Cu LLF sw Où E : Eclairement horizontal moyen en footcandle (fc) Cu: Cœfficient d’utilisation du luminaire S : Distance entre deux luminaires consécutifs en pieds (ft) w : largeur de la rue en pied (ft) LLF : Facteur de dépréciation déterminé expérimentalement ou estimé s’il n’est pas connu. 2.2.5.- Calcul de l’illumination d’une rue I.- Hauteur des poteaux Les poteaux utilisés sont dans les gammes 20 à 40 pieds (6 à 12 m) ou 20 à 50 pieds (6 à 15m). Des poteaux de 60 à 140 pieds sont utilisés dans les pays développés. En Haïti, les poteaux sont de 30, 35, 40 pieds (Normes ED’H). II.- Niveau d’illumination Les niveaux d’illumination standard sont généralement ainsi fixés : Rue avec activité mineure : 0.5 à 1 fc Rue à activité moyenne : 1 fc Rue à activité majeur : 1 à 2 fc Les rues de la zone d’étude sont des rues à moyenne activité. III.- Distance entre les luminaires 43 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 En général, les luminaires sont espacés de 100 à 164 pieds (30 à 50 m). IV.- Hauteur des luminaires Elle dépend du type utilisé. Le luminaire est généralement placé dans la gamme de hauteur 30 à 50 pieds par rapport à la chaussée. Les constructeurs donnent les hauteurs admises pour un luminaire donné. V.- Choix des luminaires Tout calcul d’éclairage doit commencer par le choix d’un luminaire adapté à l’utilisation qu’on va faire de la partie à éclairer. A cet effet, plusieurs types de luminaire peuvent être utilisés. Toutefois, dans le cadre de l’éclairage de rues, l’un ou l’autre des deux types suivants est utilisé : luminaire fermé et filtré, luminaire ouvert et non filtré. Type de luminaire LDD Fermé et filtré 0.95 Ouvert et non filtré 0.8 Pour effectuer cet éclairage de rues le luminaire suivant est utilisé « Luminaire M-400A2 POWER / DOOR avec cutoff optics, reflector No.35-222829-01 (général électrique) ». C’est un type de luminaire ouvert et non fermé. Donc LLD = 0.8 Pour trouver la lampe à utiliser, on doit calculer la quantité de flux émise. Pour cela, la fameuse formule de détermination de l’éclairement moyen sera d’une grande utilité. E Cu LLF sw => Esw Cu LLF avec Cu Cu HS Cu St.S et : LLD x LDD. On prend LLD= 0.97 => LLF= 0.776. On peut utiliser LLF= 0.8. C’est une bonne approximation car pour une rue la valeur de LLF est souvent comprise entre 0.8 et 0.9 44 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 HS St.S a) Calcul pour les rues Bel Air, nouvelle cité, et route menant à hôpital Largeur de la route : 26’ (7.8m) Distance entre deux luminaires consécutifs : 164’ Hauteur d’un luminaire : 30’ House side (Hs) : 3’75 Calcul du Coefficient d’utilisation On sait que Cu Cu HS Cu St.S Cu HS : dépend du rapport ( RHS ) de la largeur transversale partant du bord de la route (où se trouve le luminaire) au composante normale du flux lumineux émis 45 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE Figure II.- 2 ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 par la lampe (House side) sur la hauteur du luminaire par rapport à la route, c’est-à-dire : RHS CuSt.S LHS avec LHS 3.75 ft HL : dépend du rapport ( RSt.S ) de la largeur transversale partant de la composante du flux lumineux émis par la lampe à l’autre bord de la route (Street side) sur la hauteur du luminaire par rapport à la route, c’est-à-dire : RSt.S LSt.S avec LSt.S 22.25 ft HL Ayant terminé ces calculs, on va dans le tableau de la courbe d’utilisation du luminaire pour trouver les coefficients d’utilisation Cu HS et CuSt.S , ensuite on les additionne pour trouver le coefficient d’utilisation total : Cu . On a : RHS 3.75 ft 0.125 CuHS 0.07 7% 30 ft RSt.S 22.25 ft 0.74 CuSt.S 0.23 23% 30 ft D’où : Cu 7% 23% 30% Comme c’est précisé plus haut, toutes ces rues sont considérées comme étant à moyenne activité. Alors, E=1 fc Le flux vient alors : 1 164 ft 26 ft 17766.67 lumens 0.30 0.8 A partir de Lamp selection data de CSI section 16551, la lampe suivante a été choisie : CeramaluxTM High pressure sodium 150W BT-28 Mog. C150 (durée de vie moyenne 16000heures) b) Calcul pour la route de Desruisseaux Largeur de la route : 35’ (10.6m) Distance entre deux luminaires consécutifs : 164’ Hauteur d’un luminaire : 30’ 46 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 House side (Hs) : 3’75 Des calculs similaires à ceux effectués précédemment permettent d’avoir : 3.75 ft 0.125 CuHS 0.07 7% 30 ft 31.25 ft 1.058 CuSt.S 0.30 30% 30 ft RHS RSt.S D’où : Cu 7% 30% 37% 1 164 ft 35 ft 19391.89 lumens 0.37 0.8 A partir du même catalogue, le choix suivant est effectué : Mercury vapor lamp 400W BT-37 H33GL-400/N (durée de vie moyenne 24000 heures). c) Calcul pour la route de Paillant Cette route peut être considérée comme étant à basse activité. Largeur de la route : 40’ (12m) Distance entre deux luminaires consécutifs : 328’ Hauteur d’un luminaire : 30’ House side (Hs) : 5’ Des calculs similaires à ceux effectués précédemment permettent d’avoir : RHS 5 ft 35 ft 0.167 CuHS 0.08 8% RSt.S 1.167 CuSt.S 0.31 31% 30 ft 30 ft D’où : Cu 8% 31% 39% 0.6 328 ft 40 ft 25230.76 lumens 0.39 0.8 A partir du même catalogue le choix de la lampe CeramaluxTM High pressure sodium 250W E-18 Mog. C250 (durée de vie 15000 heures) est effectué. 47 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2.2.6.- Détermination du nombre de luminaires L’un des objectifs des calculs d’éclairage de rues est de savoir la puissance consommée par la totalité des lampes. De ce fait, on doit déterminer le nombre de luminaires requis pour l’éclairage de la zone d’étude. A cet effet, la formule suivante sera utilisée : Nombre de lu min aires Longueur du tronçon 1 dis tan ce entre deux lu min aires consécutifs Tableau présentant le nombre de luminaires pour les différentes rues Rue Longueur (ft) Distance entre Nombre luminaire (ft) luminaires Belet 2467 164 16 Nouvelle Cité 2385.78 164 15 Desruisseaux 3024 164 19 Route de l’Hôpital 2386.85 164 15 Route de Paillant 37667 328 115 de Eclairage pour la place de Fort Réfléchi La place de Fort Réfléchi a été déjà éclairée et il y a environ soixante douze (72) luminaires ayant chacun deux (2) lampes incandescentes de 100W. La puissance réelle nécessaire pour la place dite place est alors : PPlace 100 2 72 PPlace 14400W 48 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Tableau récapitulatif pour l’éclairage de rues et des places publiques Nombre de Puissance par Puissance Totale luminaires luminaire (W) (kW) Belet 16 150 2.4 Nouvelle Cité 15 150 2.25 Route de Desruisseaux 19 400 7.6 Route de l’Hôpital 15 150 2.25 Route de Paillant 115 250 28.75 Place Fort Réfléchi 72 200 14.4 Total ---- ---- 57.65 La puissance totale pour l’éclairage des rues et des places publiques est, comme montré dans le tableau précédent, de 57.65kW. Finalement, la charge actuelle de la zone d’étude est évaluée à : PTotale PClients PEclairage PTotale 1369.635 57.65 PTotale 1427.285kilowattts ou environ 1.427 MW. On va récapituler rapidement : Miragoâne : Eclairage de rues et des places publiques et différents clients : 1274.757 kW Paillant : Eclairage de rues et des places publiques et différents clients : 152.528 kW 2.3.- Calcul des pertes Dans toutes les activités qui se déroulent dans le monde, on se trouve toujours face à des contraintes qui, lorsqu’elles surgissent, ne permettent pas d’atteindre à 100% l’objectif visé. Bien qu’il existe souvent des moyens pour contrecarrer ces contraintes ou encore pour réduire leur risque d’arriver, on n’arrive jamais à les éliminer totalement. Dans ce même ordre d’idée, on peut dire que les responsables des réseaux électriques dans tous les pays du monde, 49 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 pour ne pas dire l’énergie électrique elle même, font face à des contraintes majeures. Ces contraintes viennent de toutes sortes, que ce soit au niveau de la production, du transport et/ou de la distribution de l’énergie électrique. En général, les contraintes les plus marquantes ou encore les plus perceptibles sont les pertes. Ces pertes peuvent provenir de différentes sources. Mais dans le cadre de cette étude, les pertes considérées (les pertes d’énergie électrique) sont de deux (2) types : Les pertes techniques Les pertes non techniques 2.3.1.-Pertes techniques Les pertes techniques sont celles qui proviennent à partir des éléments constitutifs du réseau de transport et/ou de distribution. Par exemple, des joints mal ajustés au niveau des conducteurs, des isolateurs cassés, mais aussi les pertes par effet joule dans les lignes sont entre autres les causes et les différents types de pertes techniques qu’on peut citer. 2.3.2.- Pertes non techniques En général, les réseaux sont sujets à des actes de piratage élevés. En Haïti où l’électricité est presque une affaire de grande famille car elle est très rare, les différents réseaux d’énergie électrique ne font pas exception à cette règle. En effet, dans divers quartiers de la capitale et même dans diverses régions du pays où l’ED’H fournit l’énergie électrique aux abonnés, on peut, à tout moment, remarquer des individus illégaux pirater le réseau en se branchant avec leur propre équipement. Ce qui constitue des pertes que l’on doit normalement prévoir lorsqu’on construit le réseau et ces pertes sont qualifiées de pertes non techniques. 50 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2.3.3.- Comment évaluer les pertes Considérant la complexité de pouvoir calculer de manière exacte les pertes sur un réseau vieux de plusieurs années, on doit trouver une manière plus ou moins claire de les quantifier. Les informations recueillies à l’EDH indiquent qu’en général, l’ED’H considère que les pertes représentent environ 15% de la charge totale nécessitée par les clients. Ainsi, en considérant ce pourcentage valable ici, alors : Perte Miragoane Perte Paillant Perte 15 1274.757 191.21355kW 100 15 152.528 22.8792kW 100 15 Puissance Totale 0.15 1.427 Perte 0.21405MW 100 La puissance totale qu’on doit délivrer pour alimenter normalement la ville de Miragoâne et la commune de Paillant est alors : P Perte Puissance Consommee 0.21405 1.427 P = 1.641MW. Puissance pour la ville de Miragoâne : 1274.757 + 191.21355 = 1465.97055 kW Puissance pour la commune de Paillant : 152.528 + 22.8792 = 175.4072 kW CHAPITRE III PREVISION DE LA DEMANDE 51 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 3.1.- Raison d’être de la prévision Tout le monde est d’accord avec l’idée que la réalisation d’un réseau électrique nécessite d’énormes dépenses. Cela permet de comprendre qu’on ne peut pas en construire un à chaque augmentation de la charge ; il doit être construit pour un temps aussi long que possible. Donc, avant de construire un réseau, il faut pouvoir évaluer la demande dans les temps à venir. Cela permet de prévoir comment se comportera le réseau. Il permet aussi de choisir les matériaux pouvant s’adapter à une évolution de la charge. Dans ce chapitre, on détermine la quantité d’énergie qu’on doit fournir à la zone d’étude chaque année, pour la période allant de 2007 à 2016. 3.2.- Méthodes de prévision Suivant l’étude réalisée par les consultants MONENCO pour l’ED’H, il existe essentiellement trois grandes approches à la préparation d’une prévision de la demande. Ce sont : La méthode globale ou macroéconomique La méthode microéconomique La méthode analytique 3.2.1.- Description des différentes méthodes 3.2.1.1.- Méthode globale ou macroéconomique Elle s’appuie sur l’hypothèse d’une relation directe et claire entre la demande en énergie électrique et certaines variables économiques et démographiques comme les revenus de la population, le prix de l’électricité, le prix d’autres formes d’énergie et le temps. On doit préciser toutefois que cette méthode n’est utilisée que pour les grandes régions. 3.2.1.2.- Méthode microéconomique 52 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Elle s’applique à des prévisions découpées ; c’est-à-dire village par village ou par catégorie de clients. Il s’agit d’identifier les forces économiques ou démographiques qui existent dans un village et, ensuite, de déterminer une relation entre ces paramètres et l’électricité. Parmi les paramètres à considérer on inclut la population, le nombre de personnes par ménage, le nombre de ménages électrifiés et la consommation spécifique par ménage. Le même genre d’information est employé pour les autres catégories de clients. Cette méthodologie nécessite aussi des informations suffisamment détaillées pour permettre l’extrapolation des différents paramètres. Comme exemple de détails nécessaires, on peut citer la tendance de la consommation spécifique résidentielle qui est fonction du niveau d’absorption parmi les ménages, des équipements électroménagers, ce qui implique une enquête régulièrement reprise auprès des clients afin de déterminer le niveau d’absorption de ces appareils et le taux de variation de ce niveau pour les différents appareils impliqués. 3.2.1.3.- Méthode analytique La méthode analytique nécessite des données sur une période historique assez longue pour permettre une analyse des tendances ; elle requiert également qu’il soit vraisemblable que le futur ne différera pas trop du passé. Cette méthode permet l’extrapolation des tendances historiques observées. 3.2.2.- Choix d’une méthode La méthode macroéconomique n’est pas choisie car elle requiert, d’une part la disponibilité d’une base de données statistiques sur les revenus de la population, le prix de l’électricité, l’évolution démographique, le prix d’autres formes d’énergie, or pour la zone d’étude en question ces données ne sont pas disponibles et d’autre part cette méthode s’applique à de grandes régions alors que la zone d’étude ne recouvre que la ville de Miragoâne et la commune de Paillant, ce qui représente une petite région à étudier. 53 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 La méthode microéconomique est, elle aussi, rejetée par le fait qu’elle nécessite des données qui ne sont pas disponibles. En effet, pour utiliser cette méthode, des données suffisamment élaborées et détaillées doivent être fournies sur les forces économiques et démographiques de la zone, le nombre de ménages, le nombre de personnes par ménage, la consommation spécifique résidentielle. La méthode analytique semble être la plus adaptée à la situation puisque la ville de Miragoâne et la commune de Paillant sont déjà électrifiées. De plus, la méthode requiert des données sur une période historique assez longue or, ces données sont disponibles à l’ED’H et cette dernière les a fourni sur une période de trois (3) ans. Enfin, comme la zone sous étude n’est pas tellement bouleversée par la situation politique du pays, le futur ne sera pas trop différent du passé. Ce qui est une autre donnée nécessaire à l’application de la dite méthode. Ainsi, pour faire la prévision de la demande sur les dix (10) années à venir (2007-2016) pour la zone d’étude, la méthode dite analytique va être utilisée. 3.2.3.- Taux d’évolution de la charge de pointe En général, la charge de pointe d’une zone varie d’une année à une autre et normalement elle doit augmenter en raison du facteur démographique et de la hausse des différentes activités. Par contre, d’après les données obtenues à l’EDH, au cours de l’année 2006 c’est le contraire de l’affirmation précédente qui s’était produite c’est-à-dire il y a eu une baisse de la charge de la zone par rapport à l’année précédente (2005). Ceci vient par le fait que, au cours de cette dite année, le port de la ville de Miragoâne a été fermé et pour cette raison, on n’aura pas à tenir compte de cette année pour faire la prévision pour les dix (10) années à venir. En outre, la charge de pointe est donnée par l’institution mère qu’est l’ED’H et, cette dernière ne fournit la charge de pointe que pour des régions globales. Par exemple, l’EDH donne la charge de pointe pour toutes les régions alimentées par la centrale de Petit-Goâve. Dans ce cas, pour choisir un taux d’évolution de la charge de pointe, on pourrait supposer que la charge de 54 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 pointe des trois (3) zones évoluent de façon similaire puisque Miragoâne est aussi un maillon de la chaîne, c’est-à-dire le taux d’évolution trouvé à partir des données concernant les trois (3) zones serait le même pour une d’entre elles et, en particulier, pour la ville de Miragoâne. Mais, comme nous l’avons dit plus haut, pour appliquer la méthode analytique, il faut recueillir des données sur une période considérable. Or, le bureau des provinces ne peut nous en fournir que pour la période allant de 2003 à 2005 et cela pour trois mois seulement. Donc, nous ne pouvons pas nous fier à ces maigres données. Il faut alors un autre recours. Une étude de prévision de demande réalisée par le bureau de projet de l’EDH pour la période allant de 1997 à 2010 permet de trouver un taux d’évolution de la charge. C’était une étude faite pour l’ensemble du pays. Mais, seule la zone d’étude sera prise en compte. Pour la ville de Miragoâne et la commune de Paillant, l’étude en question a révélé que la demande aurait crû à un rythme de 4.2% l’an. Ce taux est considéré valable pour la présente étude. Le taux de croissance de la charge d’une année par rapport à la précédente étant trouvé, pour calculer la charge de la nouvelle année, on applique la formule : Pi Pi 1 (1 t ) Où : Pi : Puissance à l’année i Pi-1 : Puissance à l’année précédente t : Taux d’évolution de la charge de pointe par an Le tableau suivant présente la charge de pointe trouvée pour chaque année à compter de 2007 à 2016. Année Pointe (kW) Pointe (MW) 55 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2007 1641 1.641 2008 1709.922 1.709 2009 1781.74 1.781 2010 1856.57 1.856 2011 1934.55 1.934 2012 2015.798 2.016 2013 2100.46 2.100 2014 2188.68 2.188 2015 2280.606 2.280 2016 2376.39 2.376 En définitive, la zone sous étude nécessitera d’une puissance de 2.376MW pour fonctionner dans les dix (10) années à venir. Donc le réseau à construire doit pouvoir être alimenté par la centrale de Petit-Goâve qui, à priori, est supposé capable de fournir cette puissance. _____________________________________________________________ CHAPITRE IV 56 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 ETUDE DU RESEAU DE DISTRIBUTION MT/BT 4.1.-Principaux éléments d’un système de distribution Un système de distribution est le dernier maillon de la chaîne d’électrification après la production et le transport. Il comprend tous les circuits et appareillage partant des points terminaux du système de transport vers les différentes installations réceptrices des clients. Les subdivisions suivantes peuvent être énumérées : Les réseaux de sous transport ou de répartition reliant les points terminaux du transport aux sous-stations des divers centres de distribution. Dans certains cas, plusieurs réseaux indépendants de transport ou centres de production situés à proximité peuvent être ainsi reliés à une même sous-station de distribution. Les centres de distribution groupant, à part les sous-stations, tout l’appareillage nécessaire à la répartition de l’énergie par les circuits primaires. Les circuits ou lignes primaires de distribution (MT) Les stations de transformation de la moyenne à la basse tension ou transformateurs Les circuits ou lignes secondaires (BT) Les circuits de branchement des installations réceptrices des clients comprenant le câblage, l’équipement de comptage etc. 4.2.-Sous-station électrique 4.2.1.-Définition Une sous-station est destinée à recevoir les différents appareils permettant de contrôler un réseau électrique. Aussi permet-elle le sectionnement des lignes et la transformation des tensions. D’une façon générale, on en distingue deux types : a) Sous-station de transmission 57 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 b) Sous-station de distribution a. Souvent l’énergie électrique produite n’est pas consommée à proximité des centres de production. Donc, il faut transporter cette énergie du centre de production vers les postes de consommation. Toutefois, à cause de la distance, ce transport doit se faire à haute tension. A cet effet, la sous-station de transmission élève la tension produite (MT) pour le transport (HT) b. Une sous-station de distribution est une sous-station située au voisinage des centres de consommation, dont le rôle consiste à abaisser la tension fournie par la ligne de transmission en une tension exigée pour l’utilisation des appareils de la clientèle. 4.2.2.- Différents éléments d’une sous-station La plupart des postes de transformation ou sous-station comprennent les éléments principaux suivants : o Disjoncteurs o Sectionneurs o Interrupteurs à cornes o Parafoudres o Sectionneurs de mise à la terre o Transformateurs o Transformateurs de tension et de courant 4.2.3.- Définition et rôle des principaux éléments d’une sous-station Disjoncteur Le disjoncteur est un appareil qui peut interrompre des courants importants, qu’il s’agisse du courant normal ou des courants de défaut. Il a pour rôle principal d’ouvrir automatiquement un circuit dès que le courant traversant ce dernier dépasse une valeur prédéterminée. Dans le cas où il sert à interrompre de forts courants, il joue le même rôle qu’un fusible sauf qu’il a un 58 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 fonctionnement plus sûr car on n’a pas besoin de le remplacer après chaque interruption. Sectionneurs Les sectionneurs sont des appareils de protection qui permettent d’ouvrir un circuit en l’absence de tout courant. Ils ne sont doués d’aucun pouvoir de coupure. Ils servent donc à réparer et à isoler, par exemple, les lignes et les autres parties du réseau. Interrupteurs à cornes Les interrupteurs à cornes sont des appareils qui peuvent couper les faibles courant capacitifs des lignes de transport ou les courants d’excitation des transformateurs, mais qui ne peuvent pas interrompre les courants de charge normaux. Parafoudres Les parafoudres sont des appareils destinés à limiter les surtensions imposées aux transformateurs ou aux autres dispositifs, instruments et machines électriques par la foudre et par les manœuvres de commutation des lignes et des transformateurs. Sectionneurs de mise à la terre Les sectionneurs de mise à la terre sont des interrupteurs de sécurité qui isolent un circuit et qui, grâce à leur mise à la terre, empêchent l’apparition de toute tension sur une ligne lors des réparations. Transformateurs Le transformateur est un appareil électrique très simple, mais il n’en constitue pas moins l’un des plus utiles. Le transformateur permet de modifier la tension et le courant dans un circuit. Grâce à lui, l’énergie électrique peut être transportée à une grande distance de façon économique et distribuée dans les usines et les maisons. 59 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Transformateur de tension Les transformateurs de tension sont utilisés sur les lignes à haute tension pour alimenter des appareils de mesure (voltmètre, wattmètre etc.) ou de protection (relais). Ils servent à isoler ces appareils de la haute tension et les alimenter à des tensions appropriées. Le primaire des transformateurs de tension doit être branché en parallèle avec le circuit dont on veut connaître la tension. De plus, on doit toujours connecter un fil de l’enroulement secondaire à la masse, sans quoi on risque de subir un choc électrique en touchant à l’instrument de mesure ou un de ses fils de raccordement. Transformateur de courant Les transformateurs de courant sont utilisés pour ramener à une valeur facilement mesurable les courants intenses des lignes à haute tension. Ils servent aussi à isoler les appareils de mesure ou de protection des lignes à haute tension. Comme pour les transformateurs de tension, on doit toujours raccorder un des fils secondaires à la masse. Toutefois, contrairement à ceux-là, le primaire des transformateurs de courant doit être branché en série avec l’appareil dont on veut connaître le courant. Par ailleurs, il faut souligner que ce ne sont pas les seuls éléments d’une sous-station. Aussi trouve-t-on des éléments dits éléments facultatifs. Parmi ceux-ci, on trouve les disjoncteurs à réenclenchement automatique (recloser) et les autosectionneurs (sectionalizer) Recloser Le disjoncteur à réenclenchement automatique ouvre le circuit lors de l’apparition d’un défaut et le referme de nouveau après un délai compris entre une fraction de seconde et quelques secondes. La séquence d’ouverture et de fermeture se répète deux ou trois fois selon l’ajustement des dispositifs de 60 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 commande internes. Si le court-circuit ne disparaît pas après deux ou trois tentatives de refermeture, le recloser ouvre le circuit en permanence et une équipe de réparation doit aller sur les lieux pour les réparer. Sectionalizer Lorsqu’une ligne d’alimentation comprend plusieurs dispositifs de protection, il est souvent difficile d’atteindre une coordination acceptable basée seulement de fusion des coupe-circuits. On utilise alors un autosectionneur dont l’ouverture dépend du nombre d’opérations successives d’un recloser placé en amont. 4.3.- Etude du réseau de distribution MT 4.3.1.- Choix des conducteurs d’une ligne Les pertes ohmiques, les pertes par effet de couronne et le niveau de perturbation radiophonique sont des facteurs déterminant dans le choix des conducteurs d’une ligne. Il est important de choisir un conducteur qui correspond à l’économie maximale compte tenu de la puissance transportée et des pertes par effet joule dans les conducteurs. Ainsi, pour choisir un conducteur, on doit se référer aux critères suivants : 1. Les pertes ohmiques doivent être inférieures à 2% de la puissance maximale transportée par la ligne. Ces pertes ohmiques dépendent de la valeur de la résistance du conducteur et du courant le parcourant. Parfois il est nécessaire de considérer la capacité maximale de courant pouvant circuler dans le conducteur. Cette capacité maximale de courant est nécessaire à connaître, à cause qu’elle est déterminée au maximum de température opérant dans les conducteurs. Cette température affecte l’affaissement (la flèche) du conducteur entre les supports et détermine la perte de tension mécanique. Pour des lignes qui ont à fournir des charges excessives sous certaines conditions, la capacité maximale de courant pouvant être transportée par les conducteurs devient importante dans la sélection du conducteur. 61 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 2. Les pertes par effet couronne doivent être inférieures ou égales à 1.5kW/km de ligne. Les pertes par effet couronne sont fonction du gradient de tension à la surface d’un conducteur. Alors, l’effet de réduire l’espacement entre les conducteurs et de diminuer le poids des conducteurs, a pour conséquence, d’augmenter le gradient de tension à la surface et par le fait même, d’augmenter les pertes par effet couronne. Comme il a été mentionné auparavant, ces pertes peuvent être réduites en utilisant des conducteurs en faisceau dont le flux magnétique produit par cet arrangement est identique à celui produit par un conducteur creux ayant un plus gros diamètre. 3. Le niveau de perturbation radiophonique est aussi un des facteurs limitant le choix d’un conducteur satisfaisant, pour une tension donnée. Les décharges produites par l’effet couronne produisent des ondes électromagnétiques (ou signaux) qui possèdent un spectre de fréquence radiophonique brouillant la réception sur les postes de radio ou de télévision. Ces interférences radiophoniques ont lieu pour une grandeur du champ électrique (ou d’une tension) bien en dessous de la valeur critique (≈ 3000kV/m). 4.3.1.1.- Choix des conducteurs MT Tension d’utilisation La tension MT dépend de la puissance à transporter et de la longueur de la ligne principale. D’où la formule : U l k PL où : Ul : tension de ligne P : puissance active à transiter (w) L : la distance de transport (m) k : facteur approximatif dépendant de la régulation et de la longueur de la ligne 62 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Dans le cas de notre étude, la puissance à transporter est de 2.376 MW, la longueur de la ligne principale est de 26 km (distance entre Petit-Goâve et Miragoâne). Pour une ligne courte (≤ 80 km) et une régulation d’environ 5%, on prend k=0.15. En appliquant la formule précédente, on a: U 0.15 2.376 10 6 26 10 3 37282.16V 37.282kV l Les normes exigent qu’on choisisse une tension normalisée comprise entre 0.5U l et 1.5U l . Donc, on choisit 23 kV comme tension de ligne. La tension de phase sera alors : V Vl 3 23 3 13.279kV Choix des conducteurs MT a) Entre Petit-Goâve et Miragoâne Pour cela, on calculera le courant à faire circuler dans la ligne. Ce calcul va permettre de choisir un conducteur. La chute de tension sera calculée pour la résistance du conducteur choisi. A partir de cette chute, on calculera la régulation qui sera comparée avec celle fixée (5%). Si cette comparaison révèle que la régulation fixée est inférieure à celle calculée, on choisira un autre conducteur. Le même processus va être répété. Le courant circulant dans les conducteurs est obtenu par la relation suivante : I P 3 U l Ce qui donne : I 2.376 106 W 59.64 A 3 23 103V Il faut choisir un conducteur qui soit capable de transporter un tel courant tout en tenant compte de la valeur de la résistance du conducteur pour que la régulation calculée soit celle demandée. 63 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 D’après la table A-1 de l’annexe A, nous pouvons utiliser un conducteur du type ACSR #6 qui possède une capacité maximale de 100A (à 75C) et une résistance de 2.474 / km (à 50C) . La résistance du conducteur #6 à une température de 75C` ( 50C` au dessus de la température ambiante 25C ) obtenue à l’aide de la formule suivante : Rt2 Rt1 T t2 228 75 , ce qui entraîne : Rt2 2.474 228 50 T t1 Rt2 2.696 / km La chute de tension causée par la résistance de ce conducteur est obtenue par la relation suivante : V lRI (Volt ) . Nous avons donc : V 26 2.696 59.64 4180.52V La régulation se calcule comme suit : Re gulation V 4180.52 100% Re gulation (%) 31.482% V 13.279 10 3 La régulation obtenue est beaucoup supérieure à celle recommandée (5%), il faut donc prendre en considération ces résultats obtenus pour effectuer un second choix. Comme la chute de tension est 6.3 fois plus grande que celle permise, il faut augmenter la section du conducteur d’au moins 6.3 fois. Sur ce, le choix se porte sur le conducteur ACSR 4/0 qui possède une capacité maximale de 340 A (à 75C) et une résistance de 0.3679 Ω/km (à 50C) . Suivant la même démarche, à 75˚C, ce conducteur a une résistance de 0.4 Ω/km. La chute de tension est alors 620.256 V. Ce qui donne une régulation de 4.67 %. La régulation obtenue est inférieure à celle recommandée, ce qui est très satisfaisant. Cependant, au point de vue d’échauffement, ce conducteur est 64 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 plusieurs fois plus gros que nécessaire car sa capacité maximale de courant est de beaucoup supérieure au courant qui va y circuler ( 340 A >> 59.64 A). En définitive, pour le réseau MT entre Petit-Goâve et Miragoâne, le conducteur ACSR 4/0 sera utilisé. Ce dernier a une résistance de 0.4 Ω/km. b) Au niveau de la ville de Miragoâne Pour effectuer le calcul des conducteurs MT à l’intérieur de la ville, la rue la plus longue sera considérée. Cette rue correspond à celle de la route de Desruisseaux qui a une longueur d’environ 922 mètres. Ainsi, un calcul pareil à celui effectué pour déterminer le conducteur entre Petit-Goâve et Miragoâne nous permet de trouver le conducteur ACSR 2/0 à l’intérieur de la ville de Miragoâne. La résistance de ce conducteur est, d’après le tableau A-1 de l’annexe A, 0.606 / km à 75˚C. c) Au niveau de Paillant Comme à l’intérieur de la ville, le conducteur à utiliser dans le réseau MT de Paillant est le ACSR 2/0. 4.3.1.2.-Réactance des conducteurs 4/0 et 2/0 D’après le tableau A-1 de l’annexe A, la réactance du conducteur ACSR 4/0 est j 0.524 / mi ou j 0.3256 / km et celle du ACSR 2/0 est j 0.554 / mi ou j 0.3443 / km . Etant donné qu’on a affaire à une ligne courte, on ne tient pas compte de la réactance capacitive de cette dernière. 4.3.1.3.- Choix des éléments de protection pour les transformateurs En général, les transformateurs sont sujets à des risques de surtension et/ou de surintensité au cours de leur utilisation. Donc, il faudra prévoir pour leur protection des éléments pouvant satisfaire ce travail. C’est ainsi que dans cette 65 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 partie, nous allons déterminer la capacité de fusibles et des parafoudres pouvant protéger les transformateurs contre les surintensités et les survoltages. Le courant des fusibles est donné par la relation : Imax = 1.5In Avec : Imax : courant du fusible, In : courant nominal du transformateur. - Par exemple, pour un transformateur de 50 KVA fonctionnant sous une tension de 120 volts, In = 3.77A et le fusible à utiliser doit avoir un pouvoir de coupure de 5.655A. Dans ce cas, on prendra un fusible de 6 A. - D’autre part, le choix des parafoudres est fonction de la tension nominale du réseau, la capacité des parafoudres est donnée par : Umax = 1.25UL-N Avec : Umax : tension des parafoudres ; UL-N : tension de phase. - Pour le voltage de 23 KV, on a Umax = 16.6 KV. On prendra Umax=21 KV. 4.3.1.4.- Pertes de puissance active et réactive dans les lignes MT Les pertes de puissance active et réactive sont déterminées par : P = 3LRI2Cos et Q = 3LXI2Sin (cf. Xuan Dai Do) Dans notre cas, L=26km, I=16A, Cos =0.95 et R75=0.4Ω/km, X=0.3256Ω/km, P= 7.58kW et Q= 2.03kVARS. 4.3.2.- Mise à la terre (M.A.L.T.) 66 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Les réseaux de distribution doivent être mis à la terre pour que les exigences suivantes puissent être respectées : 1) Maintien de la tension du neutre à un niveau minimal. 2) Sécurité des monteurs et du public 3) Protection des appareils de distribution 4) Protection des appareils de communication 5) Utilisation du sol comme chemin de retour, en parallèle avec le neutre. L’efficacité du système de mise à la terre dépend primordialement de l’exactitude de sa conception et de la qualité de sa construction. Deux modes de mise à la terre sont possibles dépendant de la forme des électrodes. Le premier consiste en une ou plusieurs tige(s) enfoncée(s) au pied d’un même poteau et relié de mise à la terre. Le second est réalisé au moyen d’un fil de cuivre no 4 toronné fixé en spirale sous la base d’un poteau à l’aide de crampons et relié au fil de mise à la terre. La tige est une électrode de mise à la terre plus pratique et plus efficace que la spirale. Cependant, là où l’enfoncement de tiges s’avère impossible, on se sert de la spirale. Il doit y avoir une électrode de M.A.L.T. à la terre à tout support de transformateur de distribution, de disjoncteur, d’auto sectionneur, de condensateur, de sectionneur tripolaire. La cuve ou la base de chacun de ces appareils est reliée à l’électrode M.A.L.T. par le fil de M.A.L.T., qui est un fil de cuivre de calibre no 4. En général, il y a aussi une électrode de M.A.L.T. à toute fin de section de basse tension. 4.5.- Etude du réseau de distribution BT 4.5.1.- Choix des conducteurs BT En général, d’après les normes de l’EDH, un conducteur de basse tension est choisi en fonction de la puissance nominale du transformateur auquel il part. C’est dans cet ordre d’idée que nous allons d’abord identifier les 67 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 transformateurs qu’on aura à utiliser afin de pouvoir choisir les conducteurs qui leur sont appropriés. Le tableau suivant présente la longueur maximale admissible des conducteurs suivant la capacité du transformateur dans les circuits basse tension 120/240 V-1 . Capacité du transformateur Longueur maximale (m) ( kVA) 15 225 25 300 37.5 300 50 235 N.B.- La longueur maximale est valide pour des charges également distribuées de chaque côté du transformateur. On fixe une régulation de 7% La chute de tension est donnée par la formule : U 2l P avec A U l : longueur du conducteur ( m ) P : puissance fournie par le transformateur ( W ) : Conductivité du matériau utilisé pour construire le conducteur ( 33m / .mm2 ) A : Section du conducteur ( mm2 ) Sur la base de 240 V la chute de tension est : 0.07 240 16.8V D’ après le tableau précédent, la longueur des conducteurs BT ne doit pas excédée 300 m. a. Transformateur de 75 kVA Pour un transformateur de 75 kVA, on choisit l = 100m. Calculons alors la section du conducteur approprié : 68 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 A 2l P 2 100 75000 0.95 A 107mm2 U U 16.8 33 240 Cette section correspond à celle du conducteur # 4/0. Donc, le triplex choisi pour le transformateur de 75 kVA est le #4/0. b. Transformateur de 50 kVA Pour ce type de transformateur, on choisit l = 150m D’où : A 2l P 2 150 50000 0.95 A 107mm2 U U 16.8 33 240 A = 107mm2 est la section du triplex #4/0 qu’on utilisera également pour le transformateur de 50 kVA. c. Transformateur de 37.5 kVA On choisit l = 200m et le calcul de la section du conducteur à utiliser donne : A 2l P 2 200 37500 0.95 A 107mm2 . Ce qui correspond U U 16.8 33 240 au conducteur #4/0 d. Transformateur de 25 kVA On fixe la longueur du conducteur à l = 300m. Donc : A 2l P 2 300 37500 0.95 A 107mm2 . Encore une U U 16.8 33 240 fois, ça correspond au conducteur #4/0. 4.5.2.- Choix des transformateurs En général, un transformateur n’est jamais utilisé à 100% de sa capacité. En pratique, on assume que ces derniers ne fonctionnent qu’à environ 70% de leur capacité maximale. Ainsi, pour choisir un transformateur qui soit capable d’alimenter un certain groupe de clients, il faut alors tenir compte de ce facteur si important. De ce fait, on ne peut pas choisir un transformateur dont la puissance 69 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 nominale correspond exactement à la puissance de pointe demandée par un groupe de clients pour alimenter ce dernier. Dans l’étude en cours, on va supposer que la charge est uniformément répartie au niveau des différentes zones de la ville de Miragoâne. Ainsi, à partir de la charge actuelle de cette dite ville, en utilisant le taux d’évolution annuel de la charge, après dix (10) ans la charge de pointe de Miragoâne sera : Pdix = Pactuelle (1+taux)10 => Pdix = 1274.757(1+0.042)10 => Pdix = 1923.55 kW De la même manière, la charge de pointe de la commune de Paillant après dix (10) ans sera : Pdix = 152.528 (1+0.042)10 => Pdix = 230.158 kW Donc, en considérant que la charge de la ville de Miragoâne est distribuée dans les quatre (4) zones telles : Bel Air, Nouvelle cité, Route de Desruisseaux et Route de l’hôpital et ceci, de façon uniforme, chacune de ces zones aura comme charge : 1923.55 480.8875kW 4 La puissance apparente correspondant à cette puissance réelle est, en considérant un facteur de puissance de 0.95 : 480.8875 506.197kVA . Comme 0.95 on l’a mentionné dans les lignes précédentes, un poste de distribution (transformateur) ne peut être utilisé qu’à 70% de sa capacité. En conséquence, la puissance nominale de 506.197 kVA représente environ 70% de la puissance nominale totale de tous les transformateurs qu’on aura à utiliser pour chacune de ces zones. Suivant cette ligne d’idée, la puissance totale des transformateurs combinés à utiliser pour chacune de ces zones est : 506.197 723.138 kVA 0.7 Dans ce cas, on pourrait utiliser un seul type de transformateur pour alimenter les différents types de clients. Par exemple, le transformateur de 75 kVA pourrait être utilisé pour alimenter tous les clients. Mais, en tenant compte de la chute de tension et de la longueur des conducteurs utilisés pour ce transformateur, on remarque qu’il n’est pas économique d’utiliser uniquement ce 70 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 type de transformateur. Néanmoins, suivant la zone d’étude, les transformateurs de 75 et de 50 kVA peuvent être utilisés par le fait que les clients sont plus ou moins rapprochés les uns des autres. Toutefois, il existe des cas particuliers où ils ne le sont pas. D’où l’utilisation des transformateurs de 37.5 et 25 kVA. Le tableau suivant donne la liste de transformateurs à utiliser sur le réseau Miragoânais ainsi que les fusibles appropriés comme indiqué par les normes de l’EDH (section PR-301). Cependant, il faut noter que dans chacune des quatre (4) zones identifiées au niveau de la ville de Miragoâne, il y a des zones auxiliaires qui, malgré qu’elles ne sont pas éclairées, ont beaucoup de clients branchés. Alors dans ces dernières, des transformateurs sont aussi placés dans le but d’alimenter ces clients. Transformateurs Quantité Fusibles 75 kVA 5 15T 50 kVA 4 10T 37.5 kVA 3 8T 25 2 6T Cette même démarche appliquée à la commune de Paillant donne : Puissance apparente des clients : 230.158 242.27 kVA 0.95 Puissance totale des transformateurs à utiliser : 242.27 346.1kVA 0.7 Transformateurs Quantité Fusibles 75 kVA 3 15T 50 kVA 2 10T 25 kVA 1 6T 71 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 4.5.3.-Pertes de puissance active dans le réseau BT On admet que la charge est uniformément repartie ; donc la perte est déterminée par la formule : 2 P = (LR)I2 3 Où : P : puissance active perdue, L : longueur du tronçon, I : courant traversant le conducteur. 4.5.4.- Calcul du courant dans les câbles Pour un conducteur #4\0 Al, on a : 0.4 ohm/km à 75 degrés. Les courants nominaux dans nos différents transformateurs sont : Pour un transformateur de 75 KVA, I = 75000 I = 312.5 A. 240 Pour un transformateur de 50 KVA, I = 50000 I = 208.33 A. 240 Pour un transformateur de 37.5 KVA, I = Pour un transformateur de 25 KVA, I = 37500 I = 156.25 A. 240 25000 I = 104.17 A. 240 4.5.5.- Calcul pertes de puissance active dans un transformateur de 75 KVA On a la formule de perte (cf. Xuan Dai Do) : P= 2 (LR)I2 3 - Pour R = 0.4Ω/km à 75 degrés et L= 250m, on a : 72 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 P= 2 (0.4× 0.25) × (312.5)2 P = 6.51 KW 3 4.5.6.- Choix Triplex et ΔU en % pour le réseau BT Etant donné qu’on a déjà procédé au choix du triplex. On a ΔU = LRI U -Pour un transfo de 75 KVA, on choisit L= 100 m donc : ΔU = 0.1 0.4 312.5 240 ΔU = 5.2% -Pour un transfo de 50KVA, on choisit L=150m, ΔU = 0.15 0.4 208.33 240 ΔU = 5.2% -Pour un transfo de 37.5 KVA, on choisit L=200m, ΔU = 0.2 0.4 156.25 ΔU = 5.2% 240 -Pour un transfo de 25 KVA, on choisit L=300m, ΔU = 0.3 0.4 104.17 ΔU =5.2% 240 4.5.7.- Calcul du courant dans le réseau BT Dans le réseau BT, le courant se calcule par la formule : P=UI cos I P U cos 4.6.- Calcul des courants de court-circuit Cette section se consacrera au calcul des courants de défaut. Ce qui va nous permettre de dimensionner le disjoncteur assurant la protection des équipements de la sous-station en cas de court-circuit. Ces défauts peuvent être de trois (3) types : Défaut monophasé 73 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Défaut biphasé Défaut triphasé Dans la pratique, seuls les défauts monophasé et triphasé sont courants. Le calcul va être fait en utilisant la méthode per unit sur une base de 100MVA et 2.4kV (Tension délivrée par les groupes). SCHEMA UNIFILAIRE A G1 B G2 L = 26km Load T2 G3 23kV 23kV Caractéristiques des éléments du schéma précédent Eléments Puissance Tension Xd = X i X0 Rd = Ri R0 (MVA) (kV) (p.u) (p.u) (p.u) (p.u) G1, G2, G3 1.5 2.4 0.2 ---- ---- ---- T1 3 2.4 / 23 0.0622 0.0622 ---- ---- T2 2.5 2.4 / 23 0.06 0.06 ---- ---- Ligne 100 23 2.3429 10.0233 1.8072 2.6815 N.B.- Les impédances directe, inverse et homopolaire des lignes sont données dans OVERCURRENT PROTECTION System - Faults de l’annexe A en ohm par 1000 pieds, mais dans le tableau qui précède on les donne en p.u sous une 74 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 base de 100MVA et 23kV tout en considérant que la longueur de la ligne en question est de vingt six (26) kilomètres. Diagramme des impédances ‘‘directe – inverse’’ ZG1 1pu Défaut B ZG2 ZT1 1pu ZL ZG3 ZT2 1pu Diagramme des impédances ‘‘Homopolaire’’ Défaut B ZT1 ZL ZT2 75 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Réduction autour du défaut B a) Séquence directe – inverse b) Séquence homopolaire Défaut B Défaut B ZG2 // ZG1 ZT1 ZT1 // ZT2 ZL 1pu ZG3 ZL ZT2 Défaut B Défaut B ZL 1 p u Z0 Défaut B Zd Après calcul, on trouve : et D’où les valeurs réelles : Zd = Zi = 1.807 + j7.957 (p.u) Z0 = 2.6815 + j11.35 (p.u) Zd = Zi = 9.559 + j42.0925 ohms Z0 = 14.1851 + j60.0415 ohms 76 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Courant de court-circuit monophasé (Icc1 ) I cc1 3I d avec U 23 103 Z d Zi Z0 3 ((9.559 j 42.0925) 2 14.1851 j 60.0415) I d 90.38 7689 A . Id D’où : I cc1 3 90.38 23 103 3 (33.3031 j143.089) Icc1Φ = 271.14 A Courant de court-circuit triphasé ( I CC 3 ) I CC 3 I d avec I d D’où : U Zd 23 103 307.64 772 A 3 (9.559 j 42.0925) Icc3Φ = 307.64 A Ainsi, nous aurons besoin d’un (1) disjoncteur réenclencheur (recloser) pouvant couper des courants de 307 A. 77 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 CHAPITRE V CALCULS MECANIQUES 5.1.- Introduction Pour effectuer le transport et la distribution de l’énergie électrique, il faut avoir des poteaux juste pour supporter les conducteurs, les transformateurs, etc.… Comme ces derniers vont exercer des efforts sur les poteaux, on devrait choisir des poteaux pouvant supporter ces efforts. De ce fait, les calculs mécaniques vont permettre de déterminer la hauteur et la classe des poteaux à utiliser et de les haubaner quand ce sera nécessaire. 5.2.- Portée On choisit d’utiliser 40m comme portée maîtresse pour le réseau. 5.3.- Paramètre de pose Ces paramètres sont : la flèche initiale en mm et la tension mécanique en newtons auxquelles un conducteur neuf doit être tendu lors de la pose. Ces valeurs varient avec la température ambiante au moment de l’installation et elles sont données pour chaque conducteur dans les tableaux ‘‘flèches, tensions’’ à la section CO-300 des normes de l’EDH. Le relation existant entre la flèche et la tension mécanique est donnée par : f Avec PL2 . 8T f : flèche en m P : poids du fil par unité de longueur (kg/m) L : la portée en m T : tension mécanique des fils en kg Pour un conducteur ACSR 2/0, avec une portée de 40m et une température ambiante d’environ 25˚C, d’après le livre des normes de l’EDH on doit avoir une tension mécanique de 1090N et une flèche initiale de 240mm. 78 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 5.4.- Choix des poteaux Les poteaux en bois sont arrangés suivant des catégories appelées classes. Ainsi parle-t-on des poteaux de classes 1-2-3-4-5-6-7. Toutefois, dans le cadre de la rénovation, pour la construction moyenne tension on utilise les classes : 2-3-4-5 Force de rupture et moment maximal des différentes classes de poteaux FORCE DE RUPTURE (lbs) CLASSES 3700 2 3000 3 2400 4 1900 5 Cette force de rupture est supposée appliquée à 24 pouces sous la tête du poteau. A partir de cette force de rupture, on peut calculer le moment résistant de différents types de poteaux c’est-à-dire le produit de cette force par la distance du bras de levier. En supposant que la force est appliquée perpendiculairement au poteau, le moment se calcule par la formule : M max Force x bras de levier. Exemple.- Un poteau de 35’-5 à 29’ hors sol. La force de rupture est alors appliquée à 29’-2’=27’ par rapport au sol. Donc on a moment résistant de : Mr 1900 27' 51300lb. ft Voir le tableau suivant pour les autres cas. 79 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Hauteur Poteau Classe Profondeur (ft) (ft) Moment résistant (lb.ft) 35’ 40’ 45’ 50’ 2 6’ 3700 27 99900 3 6’ 3000 27 81000 4 6’ 2400 27 64800 5 6’ 1900 27 51300 2 6’ 3700 32 118400 3 6’ 3000 32 96000 4 6’ 2400 32 76800 5 6’ 1900 32 60800 2 6’6’’ 3700 36.5 135050 3 6’6’’ 3000 36.5 109500 4 6’6’’ 2400 36.5 87600 5 6’6’’ 1900 36.5 69350 2 7’ 3700 41 151700 3 7’ 3000 41 123000 4 7’ 2400 41 98400 5 7’ 1900 41 77900 Dans l’étude en cours, deux (2) types de poteaux seront considérés : o Poteau d’alignement o Poteau d’angle Pour les poteaux d’alignement, c’est la base du poteau qui est plus importante. Tandis que pour les poteaux d’angle, c’est la tête du poteau qui est plus importante. 80 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 5.4.1.- Détermination de la classe des poteaux d’alignement Soit un montage en ligne droite ou avec un angle inférieur à 5 degrés (MT301) supportant les charges: -3 conducteurs 2/0 -1 neutre 2/0 (En cas ou éventuellement on en vient à l’ajouter) -1 basse tension Triplex 4/0 - 1 câble Téléco 2’ -1 transformateur 75 KVA de masse 925 lbs (réf. normes EDH TR-102) Les normes de l’EDH nous montrent qu’on peut choisir un poteau de classe 5 pour un transformateur dont la masse n’excède pas 420kg ou 925 lbs. Donc, pour le transformateur de 75kVA de masse 925lbs, on peut, à priori, choisir cette classe de poteau dont la force de rupture est de 1900 lbs. Calcul du moment résultant de la force du vent Dans le calcul des moments, on doit en considérer cinq (5) types : o Sur le poteau o Sur le conducteur 2/0 81 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 o Sur le triplex 4/0 o Sur les câbles de Téléco o Sur le transformateur a) Moment résultant de la force du vent sur le poteau M1 P L2 (2Ct C g ) 226.195 en lb.ft où : P : Pression du vent en lb/ft2 et P = 0.0025V2 pour les surfaces cylindriques V : Vitesse du vent en mi/h, 60mi / h 0.432kPa 9lb / ft 2 L : Longueur hors sol du poteau en ft Ct : Circonférence à la tête du poteau en inch Cg : Circonférence à la ligne du sol en inch On utilise les valeurs du tableau suivant tiré du Southern Yellow Pine (Douglas Fir) Classe Circonférence à la Circonférence au niveau du sol tête 35’ 40’ 45’ 5 19 29 31 32,5 4 21 31,5 33,5 35 3 23 34 36 37,5 2 25 36,5 38,5 40,5 Avec P = 0.0025V2 et V = 60mi/h => P = 9lb/ft2. Donc, pour un poteau de classe 5 et de 35’ de hauteur enfoui à 6’ dans le sol, on a : M1 9 342 (2 19 31) M1 3173.704lb. ft 226.195 b) Moment résultant de la force du vent sur les conducteurs 2/0 Dans ce cas, on a : F P S n où : P : Pression du vent en lb/ft2 82 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 S : Surface projeté du conducteur en pi2 S d (a1 a2 ) 2 d : Diamètre du conducteur en pi a1+a2 : Somme des portées adjacentes en pieds (a1 = a2 = 40m = 131.23ft). F : Force du vent sur les conducteurs en lb n : Nombre de conducteurs Pour les conducteurs 2/0, on a : d 2 / 0 0.41in 0.41 0.0341667 ft . Alors : 12 a1 a2 40 40 131.233 ft 2 2 0.3048 S 0.0341667 131.233 4.48 ft 2 F2 / 0 9 4.48 3 F2 / 0 120.96lb Les conducteurs étant placés à environ34’2’’ du sol, on a donc un moment : M 2 120.96 34,167 M 2 4132.84lb. ft c) Moment résultant de la force du vent sur le Triplex 4/0 Pour le triplex 4/0, on a toujours F P S n avec dTx = 32mm = 0.032m = 0.10498ft ≈0.105ft S 0.105 131.233 S 13.779 ft 2 D’où: FTx 9 13.779 1 FTx 124.011lbs En général, le triplex est placé à environ 26’ au dessus du sol. Ainsi, on a: M 3 124.011 26 M 3 3224.286lb. ft 83 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 d) Moment résultant de la force du vent sur le câble de Téléco En général, les câbles de la Téléco ont un diamètre de 2’’ ou 0.167’. S 0.167 131.233 S 21.916 ft 2 FTel 9 21.916 1 FTel 197.244lbs Dans la pratique, on place les câbles de la Téléco à environ 19’ du sol. Alors, on aura : M 4 197.244 19 M 4 3747.56lb. ft e) Moment résultant de la force du vent sur le Transformateur M = F× L Avec F = P×S S étant la surface du transformateur soumise à la pression du vent, P la pression du vent et L le bras de levier. De plus, les transformateurs sont placés à environ 2’ de la tête du poteau. Pour un transformateur de 75 kVA, qui est le plus gros transformateur utilisé, on a (cf. Normes EDH TR-102): l = 3.5’ et d = 1.833’ M 5 9 3.5 1.833 32 M 5 2900.83lb. ft 2 f) Moment total subi par le poteau 5 M T M i M T 3173.704 4132.84 3224.286 3747.56 2900.83 M T 17179.22lb. ft i 1 En conclusion, le poteau 40’-5 ayant un moment maximum de 60800 lb.ft peut être utilisé comme poteau d’alignement dans la présente étude. 84 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 5.4.2.- Détermination de la classe des poteaux d’angle La distance du point d’ancrage par rapport à la base du poteau est très importante dans la détermination de la classe des poteaux. Sur le poteau d’angle, les conducteurs trouvés sont : 3 conducteurs 2/0 1 Triplex 4/0 On va considérer plusieurs cas allant des poteaux d’angle de 6 degrés jusqu’à 90 degrés. Comme on l’a fait pour la détermination de la classe des poteaux d’alignement, on va déterminer la tension résultante s’exerçant sur le poteau. La tension résultante s’exerçant sur le poteau est donné par : R Tension Mecanique N sin 2 2 où N est le nombre de conducteurs et θ l’angle formé entre les conducteurs. Les tensions mécaniques des conducteurs sont données par les normes de l’EDH et elles dépendent de la portée. 85 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 a) Poteaux dont l’angle est compris entre 6 et 25 degrés Pour un Poteau de 40 pieds, les 3 conducteurs se trouvent à environ 34.167 pieds. R2 / 0 920 3 sin 12.5 2 1194.746 N = 268.77lbs RTx 2055 sin 12.5 2 889.56 N =200.11lbs Moment résultant : M T 268.77 34.167 200.11 26 14385.9246lb. ft Un poteau de classe 5 peut répondre à ces exigences. b) Poteaux dont l’angle est compris entre 26 et 60 degrés On a : R2 / 0 920 3 sin 30 2 2760 N = 620.89lbs RTx 2055 sin 30 2 2055N =462.287lbs Moment résultant : M T 620.89 34.167 462.287 26 33233.4106lb. ft Encore une fois,un poteau de classe 5 pouvant subir un moment maximum de 60800lb.ft peut être utilisé. c) Poteaux dont l’angle est compris entre 61 et 90 degrés On a : R2 / 0 920 3 sin 45 2 3903.23N = 878.074lbs RTx 2055 sin 45 2 2906.21N =653.78lbs Moment résultant : M T 878.074 34.167 653.78 26 46999.4344lb. ft Le poteau de classe 5 convient. 5.5.- Haubanage 5.5.1.- Généralités Une ligne de distribution doit être maintenue en équilibre statique, c’est-à-dire pouvoir supporter sans fléchir ni courber toutes les forces horizontales, verticales et latérales causées par l’équipement et l’appareillage de 86 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 distribution, aussi qu’aux pressions exercées par des vents latéraux de 0.432kPa* (9lb/pi2). A certains points stratégiques, l’emploi de supports tels que les ancres et haubans sont nécessaires afin d’assurer cet équilibre. L’efficacité du haubanage réside dans le choix approprié des haubans, tiges, et ancres en fonction de leur emplacement et du type se sol. 5.5.2.- Ancrage L’ancre fait appel à la résistance mécanique de plusieurs éléments dont celle du sol où elle est enfouie. Il est difficile de reconstituer la résistance originale d’un sol, même si le remplissage et le compactage sont exécutés avec soin. a) Ancre à cône L’ancre à cône est celle qui est généralement utilisée. Le béton étant lourd et cassant, on devra prendre les mesures nécessaires pour éviter tout dommage lors du transport ou de l’installation. (Voir HA-101) b) Ancre à bûche L’ancre à bûche peut être utilisée. Celle-ci est fabriquée à partir d’un poteau de bois. (Voir HA-102) c) Ancre à roc Ce type d’ancre est utilisé lorsque le sol renferme un massif imposant de roc non friable et dont l’excavation s’avèrerait impraticable. Les tableaux et abaques fournissent les détails concernant le choix des éléments de haubanage, en fonction de la force à équilibrer et des classes de sol. Il ne faut pas oublier que le système d’ancrage ne peut être plus fort que son élément le plus faible. Les différentes forces énumérées précédemment ont pour effet de faire fléchir un poteau d’angle. Pour contrecarrer cet effet, on utilise des 87 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 haubans. Toutefois, l’utilisation de ces derniers ne se fait pas n’importe comment ; il faut de soigneux calculs. Sur ce, on se donne pour tâche de calculer les haubans et la distance minimale d’ancrage qu’il faut dans le cas des différents poteaux d’angle. Les calculs seront faits pour les conditions défavorables : 15ºC et 0.432 kPA. 5.5.3.- Choix du hauban Le type de hauban à utiliser dépend de la force à contrebalancer. Cette force est donnée par la formule : FH N ( Fp ) K ( Fs ) Où : FH : Force à contrebalancer (hauban) Fp : Force du conducteur primaire Fs : Force du conducteur secondaire N : Nombre de conducteurs primaires Les valeurs de Fs et Fp sont données par le tableau HA-110 du livre des normes de l’EDH pour les différents angles et conducteurs. La valeur du facteur K dépend de la portée et est donnée par le tableau suivant : K Portée en mètre 0.5 30-35-40-45 1 50-55-60-65-70 5.5.4.- Choix de la tige d’ancrage La tige d’ancrage est choisie pour résister à l’effort des haubans et doit par le fait même résister à l’effort requis en (kN) pour un L /H spécifique. Il est parfois nécessaire d’utiliser deux (2) tiges et deux (2) ancres séparées pour respecter l’effort requis maximum, ou lorsque la qualité du sol exige l’emploi de deux (2) ancres séparées. 88 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Lorsqu’une tige doit supporter un hauban de communication (usage en commun), on doit calculer séparément l’effort requis en (kN) de ce hauban pour sa hauteur d’attache spécifique (L/H). Cette valeur doit être additionnée à l’effort requis pour les haubans d’EDH. Si l’effort requis total dépasse la capacité de la tige, le hauban devra être installé sur sa propre tige. 5.5.5.- Choix de l’ancre La surface de l’ancre, l’effort requis en (kN) et la classe de sol sont les trois (3) facteurs déterminants pour le choix de l’ancre. L’abaque HA-111 permet de sélectionner l’ancre appropriée pour les différentes classes de sol. Lorsque la résistance du sol est insuffisante, il est parfois requis d’utiliser deux (2) tiges et deux (2) ancres séparées. Pour les sols de classe 3, 4, 5, 6 et 7 l’ancre à cône de section 0.160m2 ou l’ancre à bûche de calibre ( 1800 250mm ) peur être utilisée. Pour raison d’encombrement, on choisit d’utiliser l’ancre à cône. 5.5.6.- Distance minimale d’ancrage Pour trouver cette distance, il faut déterminer le rapport L/H donné par l’abaque du livre des normes de l’EDH (section HA-111).Ce rapport dépend de la force à contrebalancer et de l’hauban choisi. H L 89 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 a) Poteau dans un angle compris entre 6 et 30 degrés Choix de l’hauban i. Fp=2030 N et Fs=5100 N D’où : FH 3 2030 0.5 5100 FH 8640 N D’après l’abaque HA-111 des normes de l’EDH, l’hauban correspondant à cette force est de calibre 5/16’’. On doit alors choisir une tige de ¾’’ à deux (2) cosses. Calcul de la distance minimale d’ancrage ii. Avec la force FH = 8640N et l’hauban choisi, l’abaque HA-111 nous permet de choisir le rapport L /H minimal égal à : 2/5. Etant donné que ce rapport se trouve dans la zone critique, on prend L/H = ½. Or H = 40’-6’-2’ = 32’ => L = 32/2 = 16’ b) Poteau dans un angle compris entre 31 et 60 degrés i. Choix de l’hauban Fp=3100 et Fs=8320 N D’où : FH 3 3100 0.5 8320 FH 13460N On choisit l’hauban de calibre 5/16’’ et la tige de ¾’’ à deux (2) cosses. ii. Calcul de la distance minimale d’ancrage Avec FH = 13460N et un hauban de calibre 5/16’’, on a d’après l’abaque HA-111 : L/H = 3/5. D’où : L 32 3 L 19.2' 5 c) Poteau dans un angle compris entre 61 et 90 degrés i. Choix de l’hauban Fp=4010N et Fs=11060 N 90 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 D’où : FH 3 4010 0.5 11060 FH 17560N Dans ce cas, on pourrait choisir l’hauban de calibre 5/16’’. Néanmoins, le rapport L/H qui correspondrait à ce hauban pour la force trouvée serait de ¾. Pour éviter d’avoir une trop longue distance, c’est-à-dire pour éviter d’occuper trop d’espace, on peut choisir un hauban de calibre 7/16’’ ou deux (2) haubans de calibre 5/16’’ et la tige de ¾’’ à deux (2) cosses est toujours de mise. ii. Calcul de la distance minimale d’ancrage Pour FH = 17560N et un hauban de calibre 7/16’’, on a toujours d’après l’abaque HA-111 : L/H = 1/2. D’où : L 32 1 L 16' 2 5.5.7.- Rapport L/H Le rapport L/H est un facteur déterminant pour le choix et l’efficacité des éléments du système d’ancrage. Il est défini comme étant le rapport de la longueur (L) comprise entre le poteau et la tige d’ancrage, sur la hauteur (H) du poteau. 5.5.8.- Haubanage spécial Lorsque le hauban ne peut être installé suivant les critères généraux, on peut avoir recours à des montages spéciaux. 91 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 a) Haubanage vertical ATTACHE HAUBAN POTEAU CHAUSSEE Ce type de hauban est utilisé lorsque l’ancrage sur terrain privé ou public est prohibé et lorsqu’il existe un passage pour piéton à proximité du poteau. Ce type de support doit toutefois être utilisé pour contrebalancer de faibles forces. 92 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 b) Hauban aérien Poteau à haubaner Poteau auxiliaire Hauban aérien Chaussée Ce type de hauban peut être utilisé dans les deux (2) cas suivants : i. Entre les deux (2) poteaux de la ligne, lorsque la portée est limitée par deux (2) fins de course secondaires. Dans ce cas, le fil de hauban sert à équilibrer les forces résultantes des deux réseaux basse tension et doit pouvoir supporter la plus grande de ces deux (2) forces. ii. Lorsqu’il est impossible d’ancre à proximité du poteau, on utilise un hauban aérien. Celui-ci doit contenir la force à contrebalancer et la transférer à un poteau supplémentaire situé dans l’axe (180˚) de la force. 93 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 CHAPITRE VI EVALUATION DU COUT DU PROJET 6.1.- Introduction L’un des facteurs les plus importants dans la réalisation d’un projet est de pouvoir évaluer le coût d’investissement de ce dit projet. Ainsi, il devient plus que nécessaire dans l’étude en cours d’évaluer le projet sur le plan financier. Pour ce faire, il suffit d’inventorier les différents équipements et matériels qui seront utilisés dans la construction du réseau de basse tension (Type et quantité). 6.2.- Inventaire de matériels à utiliser avec leur prix. Dans le tableau qui suit, nous allons dresser la liste des matériels à utiliser dans le réseau. Ils sont tirés dans le livre des normes de l’EDH. NO Description Quantité D’ITEM Prix Prix total unitaire ($US) ($US) A04 Ancre à Cône en béton, 250 po. 18 8.45 152.1 20 0.95 19 Carrés A07-A Attache Câble 3/16’’ 31/2’’ 2/0 @ 4/0 A08-A Attache préformée 5/16’’ 36 4.57 164.52 B01-A Boîtier isolant C5 11/4’’ #2 6 0.35 2.1 B02-D Boulon d’espacement, 5/8’’ 14’’ 52 3.74 194.48 B03-B Boulon d’isolateur bobine 156 6.38 995.28 5 1.98 9.9 5/8’’ 16’’ B05-D Boulon mécanique 1/2’’ 6’’ 94 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 NO Description Quantité D’ITEM Prix Prix total unitaire ($US) ($US) B05-H Boulon mécanique 5/8’’ 10’’ 15 2.64 39.6 B05-I Boulon mécanique 5/8’’ 12’’ 51 3.52 179.52 B05-J Boulon mécanique 5/8’’ 14’’ 20 3.96 79.2 B05-O Boulon mécanique 3/4’’ 14’’ 6 4.20 25.2 B10-B Connect. Boul. fendu 7/16’’, 95 6.60 627 5300 3.08 16324 52 13.41 697.32 1370 0.37 506.9 20 1.32 26.4 27 1.76 47.52 6 3.00 18 13 3.02 39.26 18 6.93 124.74 cond. 2 @2/0 C04-B Câble Triplex #4/0 Al C09-B Cheville d’acier, tige longue ¾’’ 6’’ C15-A Conducteur nu #2 ACSR C17-B Connecteur compressible WR 159 C17-C Connecteur compressible WR 189 C17-O Connecteur compressible WR 369 C17-P Connecteur compressible WR 389 C18-B Connecteur pour tige de MALT Cu C24-A Coupe Circuit à élément fusible 51 6.70 341.7 C25-A Crampon en acier galvanisé 102 0.50 51 110 6.93 762.3 2’’ 11/16’’ C26-A Cosse compressible pour cond. #2/0 Al 2tr. 95 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 NO Description Quantité D’ITEM Prix Prix total unitaire ($US) ($US) E01-A Ecrous à œil pour boulon, 5/8’’ 45 10.56 475.2 E03-A Elément fusible 6T 7 3.52 24.64 E03-B Elément fusible 8T 9 3.74 33.66 E03-C Elément fusible 10T 15 3.96 59.4 E03-D Elément fusible 15T 20 4.35 87 E04-B Entretoise p-à-f 7’ 102 56.65 5778.3 F01 Ferrure à crochet pour hauban 18 12.76 229.68 F02-A Fil de hauban 5/16’’ 873 0.44 384.12 F03-A Fil d’attache #4 Al 36 0.4 14.4 G02 Garde de hauban en 18 14.85 267.3 polyéthylène 7’ I02 Isolateur bobine cl. 53-2 200 3.52 704 I03-B Isolateur à cheville, cl. 55-3 102 7.05 719.1 I04 Isolateur de suspension cl. 52-1 115 15.40 1771 M04-A Manille secondaire pour isolateur 105 7.59 796.95 255 2.42 617.1 31/8’’ M10 Moulure pour fil de MALT polyéth. ½’’ 96’’ P02-A Parafoudre 9kV de distribution 51 66.00 3366 P05-A Pince d’amarrage #4 @ 2/0 Al 51 36.50 1861.1 P10-I Poteau de bois 40’ classe 5 26 380.00 9880 R05-A Rondelle cintrée 3’’ 3’’ pour 45 1.76 79.2 6 1.76 10.56 boulon 5/8’’ R05-B Rondelle cintrée 3’’ 3’’ pour boulon ¾ ’’ 96 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 NO Description Quantité D’ITEM Prix Prix total unitaire ($US) ($US) Rondelle équarrie 2’’ 2’’ pour R06-A 18 0.55 9.9 102 1.25 127.5 boulon ½ ’’ Rondelle équarrie 2’’ 2’’ pour R06-B boulon 5/8 ’’ R07-B Rondelle frein à ressort ½ ’’ 18 0.22 3.96 R07-C Rondelle frein à ressort 5/8’’ 140 0.33 46.2 R07-D Rondelle frein à ressort ¾’’ 52 0.55 28.6 S05 Support à double unité 51 16.17 824.67 S06 Support au poteau pour coupe 51 11.55 589.05 circuit T02-A Tige d’ancrage 5/8’’ 18 22.50 405 T03-B Tige de mise à la terre 8’ 3/4’’ 51 26.40 1346.4 T04-B Tire-fond 41/2’’ 1/2 ‘‘ 18 1.40 25.2 T05-A Traverse en bois 5’7’’ 10 60.50 605 T09-B Transfo 25 kVA 2b 7 2585.00 18095 T09-C Transfo 37.5 kVA 2b 9 3124 28116 T09-D Transfo 50 kVA 2b 15 3612 54180 T09-E Transfo 75 kVA 2b 20 4485 89700 ---------- TOTAL ----- ----- 242678.23 Comme l’indique le tableau précédent, le coût total des matériels à utiliser monte à US $ 242678.23. La main d’œuvre est évaluée à 40% du coût total des matériels et les imprévus à 10%. Le tableau suivant donne le coût définitif. 97 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 Coût total des matériels 242678.23 Main d’œuvre 97071.292 Imprévus 24267.823 Coût définitif 364017.345 98 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 CONCLUSION Il ressort de notre étude que l’électricité est à la base du développement d’un pays. Donc, si l’on veut le développement d’Haïti, il faut commencer par le système électrique. Conscient de cela, le gouvernement haïtien se donne pour objectif d’entreprendre la rénovation ou l’électrification des chefs-lieux de département. C’est ainsi qu’il nous a été donné pour projet de fin d’étude l’électrification de la ville de Miragoâne (chef-lieu du département des Nippes). Le travail n’a pas été facile. Il fallait vaincre certains obstacle tels que : nos différences de caractère, la rareté de documents, l’insuffisance d’information etc. Sans nous vanter, nous estimons que c’est un travail soigné. La preuve est que tous les points développés ont été l’objet de mûres recherches. La bibliographie en dira davantage. De plus, c’était une expérience importante pour ne pas dire indispensable pour notre formation d’ingénieur car nous avons appris l’art de travailler en équipe et avons comblé beaucoup de lacunes nuisibles pour le marché du travail. Par exemple, nous n’avons pas eu de cours sur la prévision, non plus sur les calculs mécaniques. Grâce à ce projet, nous avons maintenant assez de connaissances pour effectuer des travaux axés sur ces deux points. A présent, notre souhait est que ce projet soit effectif, et ceci pour le développement de Miragoâne et de Haïti chérie. 99 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE ELECTRIFICATION DE LA VILLE DE MIRAGOANE FDS // Electromécanique // Promotion : 2002-2007 BIBLIOGRAPHIE Installations électriques (Emile BONNAFOUS), 5e éditions Transport et distribution d’énergie électrique (Xuan Daï Do) Electrotechnique (Théodore Wildi) Wiring Manual, automation and Distribution (Klöckner MOELLER) Cours d’électrification (Lionel VIL) Calendrier 2001(IHSI) Livre des normes de l’EDH Calculs mécaniques (Jules André JOSEPH) Catalogue pour lampes (General electric) Stratégie de développement du sous-secteur de l’électricité en Haïti (2006 à 2011) SITES INTERNET CONSULTES www.alliance-haiti.com www.alterpresse.org www.edf.com www.firmenordsud.com www.ge.com www.haiti-reference.com 100 Nixon ALEXANDRE, Jonas HERVIL, Nathanael JEAN PHILIPPE, Stevenson PIERRE