Etude d'un réseaux d'eau

Evaluation des performances d’un réseau d’eau incendie

SOMMAIRE Dédicace………………………………………………………………………………………I Remerciements………………………………………………………………………………..II Sigles et abréviations…………………………………………………………………………III Liste des tables et figures……………………………………………………………………..IV Résumé……………………………………………………………………………………….V Avant-propos…………………………………………………………………………………VI INTRODUCTION…………………………………………………………………………...2 CHAPITRE I : L’ENTREPRISE ET LE THEME I.1.PRESENTATION DE L’ENTREPRISE………………………………………………..5 I.1.1.Présentation de la GESTOCI…………………………………………………….5 I.1.2.Présentation du service d’accueil……………..………………………………….6 I.2.PRESENTATION DU CAHIER DE CHARGE……………….………………………..8 I.2.1.Présentation du thème…………………………………………………………….8 I.2.2.Cahier de charges…………………………………………………………………8 I.2.3.Démarche d’exécution du projet……………………………………………….…9 CHAPITRE II : ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU RESEAU II.1.DESCRIPTION DU RESEAU ……………………………………………………….11 II.1.1.Description de l’installation de la nouvelle pomperie… .………………………11 II.1.2. Conditions d’aspiration…………………………………………………………12 II.1.3. Conditions de refoulement……………………………………………………...15 II.1.4.Description du réseau d’eau incendie…………………… ………...…………...17 II.2.FONCTIONNEMENT DU RESEAU INCENDIE AU DEBIT MAXIMAL………….20 II.2.1. Détermination des débits dans chaque tronçon………………………………...20 II.2.2. Calcul des pertes de charge dans le réseau……………………………………..34

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CHAPITRE III : ETUDE DES PERFORMANCES DU RESEAU III.1.GENERALITES…….…………………………………………………………………..36 III.2.VERIFICATION DES PERFORMANCES DU RESEAU…………………………….36 III.2.1.Réserve d’eau nécessaire………………………………………………………36 III.2.2.Réseau incendie………………………………………………………………..36 III.3.CRITIQUE……………………………………………………………………………...41 III.4.LES ENJEUX D’UNE BONNE GESTION DU RESEAU ……………………….…...42 III.5.PROPOSITION DE SOLUTIONS……………………………………………………..43 CONCLUSION…………………………………………………………………………...…44 BIBLIOGAPHIE…………………………………………………………………………....45 ANNEXES……………………………………………………………………………….….46

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Evaluation des performances d’un réseau d’eau incendie

Introduction L’un des soucis majeurs de la Société de Gestion des Stocks des Pétroliers de Côte d’Ivoire (GESTOCI) est la sécurité de ses installations. Pour ce faire, elle s’est dotée d’un réseau d’eau incendie qui au cours des années a subi des modifications et continue d’être élargi. Pourtant, un changement ne peut se faire sans modifier les paramètres du réseau. Dans ce cas, pour maitriser le réseau afin de l’exploiter durablement et le renouveler efficacement, la première démarche à adopter est de le connaitre et de comprendre son fonctionnement. Mais cet objectif ne peut être atteint sans avoir au préalable réalisé un diagnostic complet de l’installation tronçon par tronçon afin de connaître le débit, la pression, les pertes de charge et par la suite les origines des défaillances. C’est ce qu’entreprend la GESTOCI en nous confiant une étude dont le thème est libellé comme suit : «Evaluation des performances du réseau d’eau incendie de la GESTOCI». Pour mener à bien notre étude, nous allons d’abord faire une étude du réseau existant. Ensuite, nous évaluerons les performances du réseau et enfin nous proposerons si nécessaire des solutions en vue d’améliorer le réseau. Mais avant toute tentative de résolution, nous allons présenter notre entreprise d’accueil.

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I.1. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE

I.1.1.Présentation de la GESTOCI Créé par décret N°83-1009 du 14 septembre 1983, la GESTOCI, société anonyme d’économie mixte avec un capital de 240 millions de francs CFA,

a été entérinée par

l’Assemblée Générale Constitutive unique du 11 décembre 1984. Dans le cadre de la politique de réglementation de l’activité pétrolière en Côte d’Ivoire, ce décret porte obligation aux sociétés distributrices de produits pétroliers de constituer de manière permanente : -

un stock outil (opérationnel) correspondant à un demi (1/2) mois de leurs ventes moyennes ;

-

un stock de sécurité correspondant à deux mois de ventes moyennes.

Plusieurs textes législatifs réglementaires vont par la suite renforcer les dispositions du décret du 10 mai 1933. Ainsi, le conseil des ministres, en sa séance de travail du 31 Mars 1979, va décider d’organiser la gestion des stocks de sécurité en Côte d’Ivoire et de créer des dépôts à Abidjan, Bouaké et Yamoussoukro. La gestion de ces dépôts et de ces stocks de sécurité est confiée par l’Etat à la GESTOCI à l’issu du conseil des ministres en date du 2 février 1983. La GESTOCI comprend donc trois dépôts sur toute l’étendue du territoire. Ce sont le dépôt d’Abidjan sur 33 hectares avec une capacité de stockage de 320 000 m3 , le dépôt de Bouaké sur 11,5 hectares avec une capacité de stockage de 48 000 m3 et le dépôt de Yamoussoukro sur 3,5 hectares avec une capacité de stockage de 32 000 m3 . Elle est administrée par un Conseil d’Administration de onze (11) membres dont le président est nommé sur proposition de l’Etat. L’organigramme général actuel de la société comprend une Direction Générale à laquelle sont directement rattachées les directions suivantes : 

un secrétariat général qui supervise et assure la coordination d’un département informatique, d’un service juridique et d’un service communication et relation publique ;



une direction technique ;



une direction des opérations qui coordonne et gère les activités telles que la sécurité, le transit, le mouvement (entrée et sortie des produits pétroliers) ;

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

une direction administrative et financière qui est chargée des dossiers administratifs et financiers ;



une direction des dépôts et du Terminal Pétrolier d’Abidjan Vridi (TPAV) qui supervise et coordonne les activités et les opérations menées sur les dépôts.

Conformément à ses statuts, les principales activités de la GESTOCI sont : 

la gestion des stocks de produits pétroliers, notamment les stocks outils et les stocks sécurités ;



le transport des produits pétroliers entre dépôts ;



la gestion et l’entretien des dépôts, installations, équipements et matériels nécessaires à l’exploitation ;



la fourniture des produits pétroliers aux distributeurs agréés.

Les ressources dont dispose la GESTOCI pour financer ses activités sont essentiellement constituées : 

des frais de passage des produits que lui paient les marketeurs ;



de la péréquation transport ;



de la taxe para fiscale prévue dans les prix des produits pétroliers pour le fonctionnement et la gestion des stocks de sécurité.

I.1.2.Présentation du service d’accueil Le TPAV est le principal dépôt pétrolier de la GESTOCI. Ce dépôt d’une capacité nominale de 318 940 m3 est construit sur une superficie d’environ 33 hectares. Ses infrastructures se composent de bâtiments, d’un bloc technique, d’un entrepôt, d’un poste de chargement de produits blancs pour camions citernes, d’un poste de chargement de produits noirs pour camions citernes, d’un poste de chargement de wagons citernes, d’installations techniques (réseau incendie, abris,...) et de sept (7) cuvettes de stockage représentées dans le tableau 1.

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Cuvette de stockage

A1

Bacs

A11

Produits

Butane

A12 B14 B1

B15 B16 B17

B2 B3

C1

B21

Hauteur de Hauteur

Capacité

sécurité

totale

des

(mm)

(mm)

(m3 )

11820

15630

2000

11810

15620

SSP

15519

B33

SSP

C11

DDO

13500

D1

31900

15529

31300

15545

31900

15560

14600

15562 GO

Produits blancs

14600

15519

C22 C2

Gaz

13900

15545

15554

C12 C21

produits

15555

SSP DP

Catégories

15522

DP

B31

bacs

15526

C23

FO180

15353

C24

GO

15555

D11

Bitume

8100

D12

60/70

D13

Cut-back

D14

AC10

32900

Produits

8075 6500

8090

noirs 360

8115

Tableau I.1 : Cuvettes de stockage

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Le service de maintenance est chargé non seulement de garantir la disponibilité des équipements et infrastructures afin de permettre à la GESTOCI de fournir une prestation de qualité à sa clientèle mais aussi de veiller à la sécurité des biens et des personnes dans le dépôt. Au sein du service de maintenance TPAV sont regroupées les sections suivantes : 

La section électronique avec un laboratoire ;



La section électricité ;



La section mécanique, comptage et aviation ;



La section maintenance préventive.

C’est précisément sous la supervision du responsable du service maintenance que nous avons effectué notre projet de fin d’étude. I.2.PRESENTATION DU CAHIER DE CHARGES I.2.1.Présentation du thème La GESTOCI en tant que gestionnaire des stocks pétroliers de la Côte d’Ivoire a la lourde responsabilité de garantir la sécurité de ces stocks. Sachant que le plus grand accident qui puisse arriver à ces produits est un incendie, elle a décidé de se doter d’un réseau incendie capable de faire face à tout cas de feu qui puisse se déclarer. De ce fait, la structure MAINTENANCE de la GESTOCI nous a confié l’étude du réseau incendie à travers le thème qui s’intitule : « Evaluation des performances du réseau d’eau incendie de la GESTOCI ».

I.2.2.Cahier de charges Le cahier de charges qui nous a été soumis est le suivant :  Utilisation du débit et de la pression maximum fournie par la nouvelle pomperie ;  En fonction des scénarios catastrophiques, vérifier si le réseau est performant ;  Apporter si nécessaire des modifications en vue d’une amélioration.

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I.2.3.Démarche d’exécution du projet Pour mener à bien notre étude, nous adopterons la démarche suivante :  Elaborer un planning de travail ;  Etudier les pompes ;  Etudier quelques scénarios catastrophiques scénarios ;  Vérifier les performances du réseau ;  Proposer des solutions.

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INTRODUCTION Le chapitre II présente le fonctionnement du réseau sous charge maximale. Il est constitué de deux parties : La première partie constitue

une description des composantes de l’installation.

La seconde partie est consacrée à l’étude de la circulation de l’eau dans le réseau II.1.DESCRIPTION DU RESEAU II.1.1.Description de l’installation de la nouvelle pomperie La nouvelle pomperie est constituée de quatre (4) pompes de marque SIDES de type 21.500.12.S1A/BRONZE capable chacune de débiter 600 m3 /h avec une pression de 10 bars. Ces quatre pompes sont montées en parallèle pour assurer l’alimentation du réseau. Leur rôle est de maintenir le réseau sous une pression donnée c’est-à-dire d’assurer un débit de liquide souhaité par l’exploitant afin de permettre à l’installation d’être efficace en cas de sinistre. Ces pompes sont entrainées par des moteurs diesel de marque DEUTZ type BF 12L513C de puissance 353 kw à 2300 tr/min.

Marque

DEUTZ

Type

BF 12L 513C

Nombre de cylindre

12

Cycle

Diesel-4 TEMPS suralimenté

Course

130 mm

Vitesse

2300 tr/min

Puissance

480 ch

Masse

1300 kg

Tableau II.1.Caractéristiques du moteur Diesel

La conduite d’aspiration est reliée à un bac de volume 6000 m3 . La communication entre la pomperie et le bac est assurée par un tuyau en acier de 20 pouces sur lequel sont réalisés quatre embranchements qui aboutissent aux différentes pompes. Les conduites de refoulement quant à elles, sont des tuyauteries en acier de diamètre 8 pouces qui aboutissent à un collecteur de diamètre 16 pouces (annexe 2). TUO Namogo-Mémoire de fin d’étude/email : [email protected]

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Pompe : Une pompe centrifuge comporte essentiellement une roue à aubages dans un corps appelé volute. La rotation de la roue chasse par l’intermédiaire des aubes, l’eau vers la périphérie et crée une dépression au centre. La roue communique de l’énergie cinétique à l’eau. Cette énergie cinétique se transforme en énergie potentielle (de pression) partiellement dans la roue et dans la volute qui joue le rôle de collecteur.

Figure II.1 : Représentation schématique d’une pompe

Pour véhiculer l’eau d'un endroit à un autre, la pompe doit fournir une certaine pression appelée hauteur manométrique totale. Cela dépend des conditions d'aspiration et de refoulement.

II.1.2.Conditions d’aspiration

Une pompe possède une capacité maximum d'aspiration qui est la valeur du vide qu'elle peut produire. Cette caractéristique varie suivant le type et la conception technique de la pompe. Lorsque la pompe est amorcée, la vitesse du fluide qui entre dans la roue augmente, et par conséquent la pression dans l’ouïe diminue, engendrant ainsi une aspiration et le maintien de l’amorçage. Lorsque l’opérateur fait fonctionner les quatre pompes chacune au débit nominal, la vitesse à l’aspiration des pompes est de 3,2 m/s à une pression supérieure à 2 bars (absolue).

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1,013 bar j

H=14,5 m

Bac à eau

2400 m3/h

2,42 bars

2,275 bars

3,28 m/s

2,271 bars

2,46 m/s

600 m3/h

P3

2,269 bars

3,28 m/s

P2

0,82 m/s

600 m3/h

3,28 m/s

600 m3/h

3,28 m/s

600 m3/h

3,28 m/s

P1

2,270 bars

1,64 m/s

P4

Figure II.2 : Schéma montrant les conditions d’aspiration

En ce qui concerne le réservoir d’aspiration, la GESTOCI dispose de deux bacs de 6000 m3 de volume qui sont interconnectés. De plus, il existe une aspiration réserve de diamètre 300 mm. II.1.2.1.Calcul du NPSH (Hauteur de Charge Nette Absolue) disponible Le NPSH est simplement une mesure permettant de quantifier la hauteur manométrique d'aspiration disponible pour éviter la vaporisation au niveau le plus bas de la pression dans la pompe. En d’autres termes, le NPSH disponible permet de définir la pression disponible à l’entrée de la roue pour obtenir un bon fonctionnement de la pompe.

𝑵𝑷𝑺𝑯 𝑷𝒂 = 𝑷𝒂𝒕𝒎 − 𝑷𝑽 − 𝑱𝒂𝒔𝒑 + 𝑯𝒉



Patm = Pression atmosphérique (Pa) ;



Pv = Pression absolue (Pa) de vaporisation de l’eau ;



Jasp = Pertes de charge de la conduite d’aspiration (Pa) ;



Hh = Charge hydraulique de l’eau ;

Hh (Pa) = (9,81*Z*ρ) 

ρ= masse volumique de l’eau ;



9,81= intensité moyenne de pesanteur ;



Z= hauteur géométrique en mètre d’eau.

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Le NPSH disponible de l’installation est de 2,2 bars. II.1.2.2. NPSH requis C'est la hauteur minimum de liquide (supposé à sa température d'ébullition), nécessaire audessus de l'aspiration, pour empêcher la cavitation. Il dépend: 

du type de pompe



du point de fonctionnement

Il est donné par le fabricant de la pompe sous la forme d'une courbe donnant le NPSH requis (en mètre de liquide) en fonction du débit. Quantitativement, le NPSH requis est le supplément minimal de pression qu’il faut ajouter à la pression de vapeur saturante au niveau de l’entrée de la pompe pour que la pression à l’intérieur de celle-ci ne puisse être en aucun point inférieure à PVS . En d’autres termes, la pompe ne fonctionne correctement que

si la pression totale à l’entrée

PT est supérieure à la somme PVS + NPSH requis :

NPSHrequis < PT(E) − pVS NPSHrequis