Station Pompage Projetpfe

Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg

Optimisation de la mise en place d’une station de pompage à Fouka – Algérie

Mémoire de Fin d’Etude Ingénieur diplômé de l’ENGEES

VERGER Jean

Juin 2009

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Remerciements

Je tiens à remercier M Noureddine SMALI ainsi que tout le personnel de FARMEX, pour le soutien qu’ils ont pu me fournir. Ceci tant pour les connaissances qu’ils ont su me transmettre que pour les investissements matériels qu’ils ont concédés, permettant ainsi la réalisation du projet. Merci à Michael PROST pour son soutient et son suivi tout au long du stage. Merci à Julien BRUYERE et Thibaut MAES pour leurs conseils tant d’un point de vue technique que commercial. Enfin merci également à tous les stagiaires avec qui j’ai eu l’opportunité de travailler pour leur bonne humeur quotidienne.

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Résumé : Optimisation de la mise en place d’une station de pompage à Fouka - Algérie La présente étude a été réalisée pour la mise en place d’une station de pompage d’eau potable à Fouka, en Algérie. Elle vise à réduire les aléas lors de la réalisation des travaux. Elle se situe durant la phase de production du matériel, avant le début de l’installation. Elle se divise en trois parties principales. La première partie résulte d’un travail d’appropriation de la solution technique proposée. Elle comprend une vérification hydraulique du projet et la rédaction d’un protocole de fonctionnement. La seconde partie passe en revue le matériel nécessaire à l’installation. Elle coordonne les fournisseurs pour les productions de matériel en cours. Elle détermine le matériel non prévu dans l’offre technique. Elle explicite les conditions d’installation par la production de plans guides de génie civil et détails d’installation. Enfin une troisième partie propose des variations sur le fonctionnement de la station. Spécifiquement sur des solutions proposant une variation continue de la vitesse. Elle présentera également une réflexion sur les risques liés au coup de bélier.

Abstract : Optimisation for the implementation of a pumping plant in Fouka – Algéria This study has been conducted for the implementation of a drinking water pumping plant in Fouka – Algeria. It aims to reduce hazards during the workings. The study takes place during the supplying phase, before the installation starts. It is divided in three main parts. The first part consists in the understanstanding of the technical solution suggested. It includes the hydraulic checking of the project and the composition of a working protocole. The second part analyses the equipment necessary for the implementation. It coordinates the suppliers for the incoming equipment productions. It dertermines the equipment which was not planed in the technical offer. It explains the conditions of implementation, thanks to the production of guiding maps for civil engineering and details of implementation. Finally, the last phase suggests variations on the pumping plant operation, more specifically solutions with continuous speed changes. It also estimates the risks linked to water hammer.

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Sommaire Remerciements ........................................................................................................................... 3 Sommaire ................................................................................................................................... 5 Liste des figures ......................................................................................................................... 7 Liste des abréviations ................................................................................................................. 8 Introduction ................................................................................................................................ 9 1 2

Présentation de l’entreprise .............................................................................................. 11 Contexte d’étude .............................................................................................................. 13 2.1 Contexte global ........................................................................................................ 13 2.2 Contexte local........................................................................................................... 13 2.3 Méthodologie et objectifs......................................................................................... 14 3 Description du projet ........................................................................................................ 15 3.1 Contraintes d’exploitation ........................................................................................ 15 3.1.1 Description des conditions amont .................................................................... 15 3.1.2 Description des conditions aval........................................................................ 16 3.1.3 Prescriptions générales de fonctionnement ...................................................... 16 3.2 Vérifications hydrauliques ....................................................................................... 17 3.2.1 Description du réseau et charge maximale à la pompe .................................... 17 3.2.2 Calcul du NPSH ............................................................................................... 19 3.3 Prescriptions de fonctionnement de la station de pompage ..................................... 20 3.3.1 Modes de fonctionnement de la station............................................................ 20 3.3.2 Choix des pompes ............................................................................................ 20 3.3.3 Démarrage des pompes .................................................................................... 20 3.3.4 Nombre de pompes à utiliser............................................................................ 21 3.3.5 Arrêt des pompes.............................................................................................. 22 3.3.6 Vanne de décharge ........................................................................................... 23 3.3.7 Sécurité............................................................................................................. 23 3.3.8 Fonctionnement avec un seul réservoir ............................................................ 23 4 Coordination technique et implantation ........................................................................... 25 4.1 Génie Civil et implantation du matériel ................................................................... 25 4.1.1 Câblage électrique ............................................................................................ 25 4.1.2 Matériel électrique............................................................................................ 26 4.1.3 Capteurs divers ................................................................................................. 27 4.1.4 Canalisations .................................................................................................... 27 4.2 Electricité ................................................................................................................. 29 4.2.1 Description de l’architecture électrique ........................................................... 29 4.2.2 Choix du régime de neutre pour l’installation.................................................. 31 4.2.3 Alimentation des pompes ................................................................................. 33 4.2.4 Conception de la liaison TGBT – Transformateurs ......................................... 35 4.2.5 Vérification TGBT ........................................................................................... 35 4.3 Electromécanique ..................................................................................................... 37 4.3.1 Alarme thermique moteur ................................................................................ 37 4.3.2 Câblage............................................................................................................. 37 4.3.3 Arrêt d’urgence ................................................................................................ 38 4.3.4 Calculs de puissance des moteurs .................................................................... 38 4.3.5 Schéma de tuyauterie et instrumentation ......................................................... 40 5

4.4 Fabrication et tests des pompes ................................................................................ 41 4.4.1 Facteurs de tolérance ........................................................................................ 41 4.4.2 Organisation des tests de pompes..................................................................... 41 4.5 Gestion des expéditions............................................................................................ 45 4.5.1 Planification des expéditions............................................................................ 45 4.5.2 Gestion administrative...................................................................................... 47 5 Propositions et réflexions ................................................................................................. 49 5.1 Réflexion sur le coup de bélier................................................................................. 49 5.1.1 Cas d’un arrêt brutal ......................................................................................... 49 5.1.2 Durée de fermeture........................................................................................... 53 5.1.3 Bilan sur le coup de bélier................................................................................ 53 5.2 Propositions de solutions alternatives ...................................................................... 54 5.2.1 Pompes à vitesse variable................................................................................. 54 5.2.2 Contrôle de débit par vannage.......................................................................... 55 5.3 Surcoût d’une solution continue en vitesse .............................................................. 57 Conclusion................................................................................................................................ 59 Bibliographie ............................................................................................................................ 60 Annexe 1 – Organigramme FARMEX Technologies .............................................................. 63 Annexe 2 - Schéma global de l’usine de dessalement ............................................................. 65 Annexe 3 – Station de pompage, vue en plan .......................................................................... 67 Annexe 4 – Ligne de pompe, détail d’installation ................................................................... 69 Annexe 5 – Courbes caractéristiques des pompes ................................................................... 71 Annexe 6 – Détail d’installation des capteurs qualités ............................................................ 73 Annexe 7 - Détail d’installation des capteurs de niveau .......................................................... 75 Annexe 8 – Détail d’installation – partie extérieure du collecteur principal............................ 77 Annexe 9 – Coefficients relatifs au mode de pose pour l’installation des câbles ................... 79 Annexe 10 – Récapitulatif des câbles de commande ............................................................... 81 Annexe 11 – P&ID et nomenclature ........................................................................................ 83 Annexe 12 – Volumes et poids admissibles par containers ..................................................... 85 Annexe 13 – Détermination du débit des pompes en fonction de la vitesse. ........................... 89 Annexe 14 – Vanne annulaire motorisée ................................................................................. 91

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Liste des figures Figure 1 : Instruments de mesure sur la partie amont de la station de pompage...................... 15 Figure 2 : Schéma de principe du réseau aval .......................................................................... 17 Figure 3 : Hauteur géométrique d’élévation ............................................................................ 19 Figure 4 : Variations du nombre de pompes en fonctionnement selon le niveau d’eau........... 22 Figure 5 : Propriétés mécaniques des câbles d’alimentation.................................................... 25 Figure 6 : Comparatif des coûts sur la partie extérieure du collecteur principal...................... 28 Figure 7 : Rajouter nom des transfos virer/rendre lisible le tableau binaire + n° pompes ....... 30 Figure 8 : Représentation schématique d’un régime TNC (extrait de [8]).............................. 31 Figure 9 : Schéma de mise à la terre type TNC à modifier ...................................................... 31 Figure 10: Schéma de mise à la terre (rouge PE+N, vert PE) ................................................. 32 Figure 11 : Séparation du conducteur de neutre à partir d’un régime TNC issu de [12]......... 34 Figure 12 : Détail d’alimentation du dispositif de couplage .................................................... 36 Figure 13 : Bobinages triphasé................................................................................................. 39 Figure 14 : Raccordement étoile .............................................................................................. 39 Figure 15 : Raccordement triangle ........................................................................................... 39 Figure 16 : Valeurs des facteurs de tolérance extrait de [11] .................................................. 41 Figure 17 : Rapport de test vitesse lente pompe n°2 ................................................................ 42 Figure 18 : Résultats des tests vitesse réelle pompe n°2 .......................................................... 43 Figure 19 : Interprétation des résultats des tests sur la pompe n°2 .......................................... 44 Figure 20 : Planning des expéditions ....................................................................................... 46 Figure 21 : Schéma de propagation du coup de bélier ............................................................. 49 Figure 22 : Approximation des surpressions et dépressions par la méthode de la valeur majorante .................................................................................................................................. 50 Figure 23 : Loi de fermeture de vanne – coupure partielle du débit ........................................ 52 Figure 24 : Coup de bélier partiel............................................................................................. 52 Figure 25 : Débit en fonction de la vitesse de rotation pour une pression de 24 bars.............. 55 Figure 26 : caractéristique de fonctionnement des pompes ..................................................... 56 Figure 27 : Comparatif des coûts en fonction des méthodes de variation de débit.................. 57

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Liste des abréviations Divers : AFD : FAO : FED : ONU : PME : SARL : TFE : η:

Agence Française de Développement Food and Agriculture Organization Fond Européen de Développement Organisation des Nations Unies Petites et Moyennes Entreprises Société Anonyme à Responsabilité Limitée Travail de Fin d’Etude Rendement

Hydraulique : a: DN : H: HMT : NPSH: OI: P&ID: PFA :

PMA :

Q: U: Z:

célérité de l’onde Diamètre Nominal charge hydraulique Hauteur Manométrique Totale Net Positive Suction Head Osmose Inverse Piping and Instrumentation Diagramm "pression de fonctionnement admissible". Pression interne, non compris le coup de bélier, qu'un composant peut supporter en toute sécurité de façon continue en régime hydraulique permanent. pression maximale admissible". Pression interne maximale, y compris le coup de bélier, qu'un composant peut supporter en toute sécurité de façon sûre en service. Débit vitesse d’écoulement Pression

Electricité : IEC : PE : N: PEN : TGBT : UTE :

Norme électrique d’échelon international Conducteur de protection Conducteur de Neutre Conducteur de Neutre et Protection confondus Tableau Général Basse Tension Norme électrique d’échelon Français

Indices : : : g 0

indique le régime transitoire indique le point de garantie. Le point de garantie est le point de fonctionnement prévu d’une pompe. Cette notion est extraite de [11].

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Introduction

J’ai réalisé mon stage TFE au sein de la société FARMEX Technologies dans l’Hérault (34). Le thème du stage était l’optimisation des travaux de la station de pompage d’eau potable à Fouka, Algérie. Cette expérience m’a permis de découvrir le rôle des PME spécialisées dans le développement et la coopération Nord/Sud. Le projet que j’ai eu l’occasion de suivre montre les spécificités et difficultés relatives aux projets réalisés à l’export. Lors de la réalisation d’un projet d’eau potable dans un pays du sud, en particulier lorsqu’il s’agit d’un chantier relativement complexe, les conséquences tant en termes de temps que de coût sont rapidement importantes. On comprend dès lors l’importance que revêtent une coordination et un suivi minutieux de toute la préparation d’un tel projet. Ce mémoire comporte une présentation succincte de l’organisme d’accueil, présente le contexte, les objectifs et les méthodes. Il établira ensuite une description détaillée du projet à travers plusieurs paramètres : son avancée au début de l’étude, une vérification des contraintes hydrauliques et une prescription du mode de fonctionnement. Il détaillera ensuite le travail de coordination et vérification nécessaires à la réalisation du projet. Enfin un dernier chapitre proposera des réflexions sur la solution technique retenue ainsi que des variations possibles.

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1 Présentation de l’entreprise

Présentation générale La société Farmex Technologies, SARL au capital de 100 000 €, a été crée en 1993. Le siège social se situe à Mèze dans l’Hérault. Elle emploie 30 personnes dont le tiers est constitué de consultants à l’international.

Historiquement, il faut savoir que l’activité autour de l’irrigation et de l’eau potable a commencé en 1938 avec le grand oncle maternel de M. Smali.

C’est donc naturellement que la société a orienté son domaine de compétence dans la gestion de la ressource en eau où elle intervient comme « Assembleur et Intégrateur de Solutions Techniques ». Elle est spécialisée dans la conception et la réalisation de projets clés en main, à l’export, pour :





l’eau potable l’assainissement l’irrigation la réutilisation des eaux usées épurées

Aujourd’hui, elle a acquis un savoir-faire qui lui permet de s’imposer à l’international vers de nombreux pays, dont notamment :





le Maghreb le Moyen et Proche-orient l’Asie les Caraïbes

Les prestations englobent la fourniture et l’installation des équipements électromécaniques, le génie civil et l’assistance technique par la formation et le suivi. Le travail en réseau et la mutualisation des forces et des moyens sont les atouts majeurs de la société.

Les compétences et la qualité des missions effectuées ont permis de conquérir des marchés importants et d’être référencé auprès des opérateurs comme :
la FAO
l’ONU

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l’AFD
La FED face à des concurrents tels que Veolia, Vinci, la Lyonnaise des Eaux (Suez Environnement) ou encore la SAUR. C’est ainsi que près de 450 projets ont pu voir le jour à travers le monde. Ils ont permis à 1 300 000 personnes d’accéder à l’eau potable et l’irrigation de quelques 35 000 hectares : • Jamaïque : station de potabilisation de 200 m3/h et 17 stations de pompage, avec financement FED. • Yémen : mise en place de 22 stations de pompage. • Asie du Sud-est : station de pompage de 3 x 1800 m3/h avec télégestion. • Afrique de l’Est : réhabilitation d’une station d’épuration de 100 000 EH. En 2003, Farmex a été primée au Sénat Français et a reçu le prix « Éthique et Coopération Internationale » pour ses actions de transfert de technologies et de formation auprès des opérateurs dans le domaine de l’hydraulique urbaine, à St Vincent et à Ste Lucie (Caraïbes). Aujourd’hui la société est en expansion et les activités s’orientent de plus en plus vers des appels d’offres qui traitent des projets sur l’eau potable. Elle souhaiterait aussi étendre son savoir-faire dans la mise en place de systèmes de réutilisation des eaux usées épurées pour l’irrigation agricole et l’arrosage des espaces verts. Farmex Technologies est aussi membre des groupes : SWELIA qui est un réseau d’entreprises spécialisées dans la filière eau, soutenu par la DRIRE, la Région Languedoc - Roussillon et le Département de l’Hérault, dans lequel Farmex est un acteur du conseil d’administration. Ce regroupement permet de créer une dynamique régionale pour le développement et l’innovation technologique. ADEPTA (Association pour le Développement des Échanges Internationaux de Produits et Techniques Agroalimentaires) qui regroupe des entreprises, des centres techniques, des instituts de recherche et des cabinets d’ingénierie. EIA (European Irrigation Association) dont la mission est de contribuer à l’amélioration de la gestion de la ressource en eau à travers la mise en place de systèmes d’irrigation performants, la formation ou encore l’établissement de normes et de directives. Pour plus d’information le lecteur pour se référer à l’organigramme de l’entreprise fourni en annexe 1.

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2 Contexte d’étude Lorsque l’on réalise un projet à l’export il est bon de garder à l’esprit les diverses spécificités du contexte local. Ceci est nécessaire d’un point de vue technique, dans la mesure où il est impératif d’adapter les caractéristiques dudit projet aux contraintes physiques locales (température…). Cependant appréhender les spécificités culturelles revêt également une importance particulière dans la mesure où cela oriente parfois l’utilisation d’une solution technique particulière.

2.1 Contexte global L’Algérie est un pays dont la plus grande partie du territoire est aride. L’alimentation en eau potable du pays est donc un enjeu majeur de développement, en particulier en milieu urbain. Disposant de ressources importantes en énergie fossile (sous forme de pétrole et de gaz), le gouvernement a décidé d’axer sa stratégie de sécurisation en eau sur le dessalement d’eau de mer. Un impact direct de cette politique a été de développer la production aux alentours de la ville d’Alger. Ainsi, prochainement, grâce à la mise en service des stations d'El-Hamma à Alger et prochainement d'Oueb-Sebt et Tipaza et de Cap-Djinet, la capacité totale de production d'eau dessalée atteindra les 700.000 m3/jour simplement pour la capitale. Cette capacité correspond à la consommation de 4 à 5 millions de personnes sur les 6 millions que compte la capitale. C’est dans cette vague que s’inscrit le projet de la station de dessalement à Fouka dans la région de Tipaza. Ces projets de grande envergure sont de plus une vitrine de la politique du pays. Ils bénéficient d’une attention particulière du gouvernement, ce qui implique une certaine pression quant à leur réalisation. La part esthétique du projet devient alors un paramètre non négligeable. L’Algérie est également un pays où la religion Musulmane est majoritaire. Il faudra donc intégrer différents paramètres tels que des jours fériés différents où encore le ramadan lors de la planification.

2.2 Contexte local Dans le cadre de sa politique de sécurisation en eau de la ville d’Alger, le gouvernement algérien a lancé deux appels d’offres. Un premier concernant la construction d’une station de pompage de 120 000 m3/j sur le site de Fouka, un deuxième concernant la concession d’exploitation de cette même station pendant les 25 années suivant sa mise en service. Le premier appel d’offre a été remporté par la société Myah Tipaza. Cette société ayant pour actionnaire à 51 % les sociétés SNC-Lavalin et Actionna et à 49 % Sonatrach et ADE (Algérienne Des Eaux). La société Sonatrach est une entreprise algérienne et un acteur majeur du secteur de l’énergie locale. Le deuxième appel d’offre a été remporté par un consortium réalisé entre les sociétés SNCLavalin et Actionna. Le montant global de la station s’élève à 150 millions de dollars. La société FARMEX y intervient en tant que sous-traitant au niveau de la station de pompage d’eau traitée. Un plan global de l’installation de dessalement est fourni Annexe 2.

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Une première remarque est que le consortium SNC-Lavalin / Acciona est intéressé par l’exploitation de l’usine de dessalement, il est donc logique qu’il porte une attention toute particulière à la durabilité des solutions proposées. Dans ce mémoire on fera référence aux différents acteurs sous les appellations suivantes : Maître d’ouvrage – l’acheteur : Le client : Le sous-traitant : Les fournisseurs :

le gouvernement algérien le consortium formé par SNC-Lavalin et Acciona FARMEX Technologies entreprises responsable de la production de matériel. Les principaux fournisseurs de ce projet sont - ITT Lowara pour la fabrication des pompes - Schneider électricité pour les tableaux de démarrages et armoires électrique - Itecom pour l’armoire automate.

De plus l’installation du matériel sera effectuée par l’entreprise algérienne TRAMECO. Les travaux seront cependant bien supervisés par l’entreprise FARMEX.

2.3 Méthodologie et objectifs Au début de cette étude, l’appel d’offre de réalisation de la station de pompage a été remporté par la société FARMEX. Une offre technique a été proposée, imposant un certain choix de matériel. Le service rendu par FARMEX concerne une partie « étude » aussi bien qu’une partie « travaux ». Elle est donc en partie responsable de la validité de la solution. Ce type de procédure n’est pas habituel chez FARMEX et c’est le premier projet réalisé par la société présentant une telle complexité. Les objectifs de cette étude seront donc les suivants : -

Le premier objectif sera constitué d’une appropriation de la solution technique proposée. Ce travail sera effectué en deux temps. On effectuera tout d’abord une vérification hydraulique de l’installation en fonction des contraintes du projet. Ceci permettra ensuite de proposer un protocole de fonctionnement de l’installation. Ce protocole sera à terme exploité par la société Itecom pour la rédaction d’un programme de pilotage.

-

Le deuxième temps sera constitué d’un travail de préparation d’implantation et de coordination technique. Cette partie comprend l’examen de l’ensemble du matériel retenu dans le but de rédiger des plans d’installation. Une partie du matériel étant partiellement défini, il faudra assurer la coordination technique des différents fournisseurs pour assurer l’adéquation des différents éléments proposés.

-

Enfin on effectuera une analyse de la solution proposée. Elle permettra de répondre à certaines questions soulevées lors de la présente étude et proposera des solutions techniques alternatives à certains points du projet.

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3 Description du projet L’objectif de cette partie est d’établir le fonctionnement détaillé de la station. Pour ce faire on présentera les contraintes hydrauliques et contractuelles du projet et les prescriptions générales de fonctionnement. Le contrat liant le sous-traitant au client impose la réalisation d’une vérification hydraulique. Celle-ci présentera le comportement du réseau hydraulique extérieur. Une fois ceci établi, la présente étude établira le fonctionnement détaillé de l’installation.

3.1 Contraintes d’exploitation Comme il a été présenté précédemment, la station de pompage qui fait l’objet de cette étude est une sous-partie d’une station de dessalement d’eau de mer. Le protocole fixé par le maître d’ouvrage est de fixer au jour j la production de la station au jour j + 1. La production maximale est de 120 000 m3/j. Le refoulement se fera dans deux réservoirs : vers le réservoir de Hai mouaz avec un débit compris entre 0 et 60 000m3/j ; vers le réservoir de Sahel avec un débit compris entre 60 000 et 120 000m3/j. L’ouvrage pompera directement l’eau traitée depuis les réservoirs de sortie de station. La capacité de ceux-ci sont alimentés par 6 racks d’osmose inverse fonctionnant à débit constant autour de 830m3/h. Le nombre de racks en marche sera fixé à partir de la consigne journalière. La station de pompage devra être asservie sur ceux-ci. Les deux § suivants détaillent les conditions hydrauliques fournies par le client.

3.1.1 Description des conditions amont L’eau traitée du procédé d’osmose inverse (OI) est dirigée après reminéralisation vers le réservoir d’eau traitée d’une capacité de 3600 m³, lequel est divisé en deux compartiments. Le fonctionnement à un compartiment est possible mais rare (seulement lors de l’entretien). Le système de production d’eau fonctionne sur la base d’une consigne de débit stable introduite par l’exploitant à partir de la salle de contrôle de l’usine OI. On retrouve les instruments de mesure suivants pour le contrôle de la station de pompage d’eau traitée à la sortie des unités de production des unités d’osmose inverse : Type

Nom

Position

Référence

6 transmetteurs de débit

FT-314 A à FT-314 F

À la sortie des racks d’osmose inverse

017254-0000-49D1-3-0011

1 transmetteur de débit

FT-322

En aval des racks d’osmose inverse vers les réservoirs de lavage chimique

017254-0000-49D1-3-0013

Figure 1 : Instruments de mesure sur la partie amont de la station de pompage

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Il est compris que, pour maintenir un débit nominal constant à la sortie des unités d’osmose inverse, la vanne de contre-pression à la sortie des unités d’osmose inverse sera modulante. Le mode de contrôle de cette vanne est fonction du débit de consigne. Cette lecture de débit pourra servir à la gestion de la station de pompage d’eau traitée. Pour plus de précision, le débit utilisé pour le lavage chimique (FT-322) pourra être soustrait de la somme des débitmètres FT-314 A à F.

3.1.2 Description des conditions aval L’eau est pompée vers le réseau externe. Le client reçoit un débit journalier relativement fixe. La pression de refoulement contractuelle est de 22 à 24 bars, mais cette valeur est théorique. En pratique, il est prévu que les pompes fonctionnent au meilleur point d’efficacité énergétique correspondant à une pression de refoulement fixe estimée entre 22 et 24 bars. Un débitmètre électromagnétique est localisé à la sortie de la station de pompage avant le raccordement au réseau externe. L’eau est refoulée vers le réseau externe et éventuellement vers les deux réservoirs de l’acheteur. Il est prévu que les niveaux d’eau de cet endroit seront affichés à l’usine, mais l’exploitation de l’usine ne doit pas en tenir compte. Dans un tel cas, le surplus d’eau est évacué vers la mer. On notera de plus que seul un des deux réservoirs est en service actuellement ; le second réservoir étant actuellement en projet.

3.1.3 Prescriptions générales de fonctionnement Pour une meilleure compréhension le lecteur peut se référer à : -

annexe 3 : Réservoirs et station de pompage d’eau traitée. Vue en plan annexe 4 : Ligne de pompe.

La station est composée de deux réservoirs communiquant par le fond. Ils peuvent être isolés par une vanne située dans le mur mitoyen pour les opérations de maintenance. Le pompage s’effectue à partir de 7 lignes de pompes installées en parallèle qui refoulent dans un collecteur commun de DN 900. Les lignes A ; B ; C puisent dans le réservoir 1 et les lignes D ; E ; F ; G dans le réservoir 2. Des vannes de contrôle CLAVAL sont prévues au refoulement. Elles fonctionneront en mode de maintien de pression amont dans le but de maintenir les pompes à un point de fonctionnement fixe à 24 bars. Elles disposent d’une électrovanne de contrôle permettant de les fermer totalement. Au maximum 6 pompes pourront fonctionner en parallèle. Le débit de la station de pompage devra être asservi sur le débit entrant dans le réservoir d’eau traitée, limitant ainsi la présence de personnel technique pour des opérations ponctuelles. En sortie de station un débitmètre électromagnétique est prévu pour la comptabilisation de l’eau produite.

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Une vanne de décharge est située dans la chambre en aval de la station de pompage. Même si le comportement hydraulique et les protections prévues sur le réseau externe sont la responsabilité de l’acheteur, cette vanne de décharge devra assurer un rôle de soupape dans le but de minimiser le coup de bélier.

3.2 Vérifications hydrauliques L’étude préliminaire réalisée par le client définit l’utilisation de pompes dont le point de fonctionnement optimal en termes de rendement est à 24 bars. Contractuellement le soustraitant a une clause de vérification lui imposant de vérifier le bon fonctionnement hydraulique de la station. Il paraît donc utile d’effectuer une rapide vérification de la HMT nécessaire des pompes. Un deuxième point qu’il est crucial de vérifier est le NPSH. En effet pour éviter une usure prématurée des roues des pompes, il est nécessaire de vérifier que, même à leur régime maximum, il n’apparaîtra pas de phénomène de cavitation.

3.2.1 Description du réseau et charge maximale à la pompe Il est possible de schématiser le réseau de la manière suivante : Réservoir H. Mouaz Alt. 228NGA

Réservoir Sahel Alt. 192 NGA H Station Fouka Alt. 8 NGA DN 900 k = 0,15 L= 4000 Q1

P

S

DN900 k= 0,15 L= 9000 Q2

M Figure 2 : Schéma de principe du réseau aval

On peut voir sur le schéma ci-dessus que la station alimente deux réservoirs. La répartition des débits entre les deux réservoirs sera réalisée au niveau du point M par un dispositif de répartition sur lequel on ne dispose d’aucune indication à ce jour. Pour les calculs suivants on négligera la perte de charge entre la station de pompage et le point M. Cette distance, d’une longueur de 50 m générera en effet des pertes de charge négligeables face aux plusieurs km de conduites. Du point de vue des pertes de charges, la charge en M peut s’écrire :

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HM = HP – j (Q1+Q2) HM = HH + j1 (Q1) HM = Hs + j 2(Q2)

Ce qui permet de déduire une charge à la pompe de : HP = j (Q1+Q2) + HH + j1 (Q1) ou HP = j (Q1+Q2) + Hs + j2 (Q2) La conduite de P à M mesurant 50 mètres on peut négliger les pertes de charges s’y trouvant. On peut donc exprimer la perte de charge maximale à : HP = HH + j1 (Q1) ou HP =Hs + j2 (Q2) D’après les informations fournies par l’acheteur on a : Q1max = 60 000 m3/j et Q2max = 120 000 m3/j Hp = Zp + HMT HH = 228 HS = 192 On en déduit une HMT maximale nécessaire pour la station de pompage de : HMT = Max ([HH – Hp + j1 (Q1)] ; [HS – Hp + j2 (Q2)]) D’après la formule de Colebrook, j1(Q1max) = 4,21 m et j2(Q2max) = 3,87 m Le cas le plus défavorable sera donc pour le réservoir H. Mouaz qui implique une HMT nécessaire de 224 m. On notera que cette HMT correspond à environ 22 bars. Il est prévu au refoulement des pompes un stabilisateur de pression amont réglé sur une pression de consigne de 24 bars (245 m). Ceci offre une marge de sécurité confortable quant à l’éventualité de pertes de charges singulières non comptabilisées. En revanche, la consommation d’énergie sera probablement plus élevée que nécessaire. Cherchons à estimer le surplus de consommation généré pour un jour de pointe où la production est fixée à 120 000 m3. D’après les courbes caractéristiques (Annexe 5), sur un réglage du stabilisateur de pression amont à 245 m, la pompe fonctionne à une puissance absorbée à l’arbre de 670 kW et un débit de 834 m3/h. Pour produire les 120 000 m3/h il faut 144h de fonctionnement (pouvant être réparties sur plusieurs pompes). Avec un rendement moteur de 96 % cela se traduit par une énergie consommée de 100,5 mWh. Si l’on fixe le réglage du stabilisateur de pression à 224 m, on a un débit de 950 m3/h pour une puissance absorbée à l’arbre de 730kW. Il faut 126h de fonctionnement à ce régime pour

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satisfaire les conditions. Avec la même hypothèse de rendement moteur on obtient une énergie totale consommée de 96mWh. Ainsi les conditions de réglages dues aux précautions nécessaires face à la méconnaissance du réseau génèrent un surplus de consommation de 10mWh par jour de pointe.

3.2.2 Calcul du NPSH On cherche ici à observer rapidement si les conditions d’installation des pompes retenues permettent d’éviter le phénomène de cavitation. Pour cela on se place dans le cas où les conditions d’exploitation sont les plus restrictives. On considère la cote d’eau dans le réservoir au plus bas. Le point de fonctionnement de la pompe est fixe. Le NPSH requis est de 5,72 m. L’axe de la pompe est situé 0,43 m au-dessus de la cote minimale du réservoir. On pose -

NPSHd le NPSH disponible NPSH r le NPSH requis Patm la pression atmosphérique Ps la pression de vapeur saturante jasp les pertes de charges à l’aspiration

Figure 3 : Hauteur géométrique d’élévation

Le phénomène de cavitation apparaît dans le cas où NPSHd

2L Eq[6.1-11] a

Dans le cas de cette étude, pour le réservoir de SAHEL on trouve en temps τ de l’ordre de 15 secondes. Les vannes utilisées au refoulement sont prévues pour fonctionner selon les modes contrôle de pression amont / vanne fermée. Ce changement de position s’effectue à partir d’une électrovanne pilote et le temps de basculement à l’aide d’un robinet à pointeau. On peut obtenir le même résultat grâce à un démarrage vanne de refoulement ouverte, en réglant la rampe de démarrage de l’Altistart.

5.1.3 Bilan sur le coup de bélier Au final on peut voir que même avec la méthode de la valeur majorante, sans protection pour le ballon anti-bélier, l’arrêt brutal d’une pompe n’est pas dangereux pour les canalisations. Cette méthode, très pessimiste, affiche en effet une pression maximale inférieure à la PMS des conduites. Une fermeture brusque d’une seule pompe n’est donc pas problématique. La présence d’un générateur de secours sur l’ensemble de l’installation rend très peu probable une coupure générale de l’alimentation des pompes. On ne peut cependant pas exclure le disfonctionnement de l’un des deux transformateurs. Ainsi il sera préconisé de dimensionner le dispositif de protection anti-bélier pour un arrêt de quatre pompes. Il est possible de majorer la surpression résultant par une valeur de 44 bars.

53

On peut également observer quantitativement le rôle de la vanne de décharge en sortie de station de pompage. Celle-ci, en fonctionnement classique est prévue pour avoir un rôle antibélier. En cas de surpression celle-ci s’ouvre, déchargeant une partie du débit et donc la surpression. Cependant si l’on regarde les schémas figures 22 et 24, l’onde de surpression démarre au niveau de la station de pompage pour se diriger en direction du réservoir. La vanne de décharge ne jouera son rôle anti-bélier qu’après que la surpression se soit propagée dans la station de pompage. Elle permet donc une protection du réseau mais pas de la station. Seul un système de ballon anti-bélier correctement dimensionné sera à même de protéger la station. Enfin une question que l’on peut se poser est la durée à respecter entre deux démarrages consécutifs de pompes. En effet, il faut un certain nombre d’allers-retours de l’onde de bélier pour que celle-ci soit totalement amortie. On pourrait tenter de déterminer de manière théorique cette donnée à l’aide par exemple d’épures de Bergeron prenant en compte les pertes de charges dans la conduite. Cependant, au vu des inconnues planant sur le réseau, les résultats se révéleraient extrêmement peu fiables. La méthode retenue est donc de laisser ce délai paramétrable. On réalisera sur site des essais à l’aide du capteur de pression installé sur le collecteur principal une fois que la station sera raccordée au réseau extérieur.

5.2 Propositions de solutions alternatives 5.2.1 Pompes à vitesse variable L’utilisation de pompes à vitesse variable présente deux avantages. Elle permet d’assurer une continuité lors du démarrage ou de l’arrêt d’une pompe, ce qui par conséquent évite le phénomène de coup de bélier. Le second avantage est de permettre de fournir un débit calé exactement sur les racks d’osmose inverse situés en amont. On évite dans ce cas de piloter la station grâce au nombre de pompes. Avec un seul démarrage horaire par pompe on comprend l’intérêt d’une telle solution. On cherchera dans le présent paragraphe à étudier l’impact d’une telle solution sur le fonctionnement et le coût de la station.

Etude du fonctionnement des pompes avec variateur de fréquence

Le pilotage en vitesse sera assuré à l’aide d’un variateur de fréquence. Les pompes étant assorties d’un stabilisateur de pression amont dont la pression est supérieure à celle imposée par la caractéristique réseau. Les pompes fonctionneront donc à une pression fixe et un débit de 24 bars et un débit variable. Une telle solution nécessite la détermination du débit en fonction de la vitesse de rotation pour pouvoir réaliser la programmation. Une fois cette donnée déterminée, il est possible pour l’automaticien, connaissant les caractéristiques moteurs, d’établir une relation fréquence/débit. Ceci permettra alors d’établir le programme de pilotage des variateurs de fréquence en fonction du débit demandé. 54

Le graphique suivant décrit l’évolution du débit en fonction de la vitesse de rotation pour un débit de 24 bars (la méthode d’obtention de ce graphique est détaillée annexe 13) :

900 800 700

Q (m3/h)

600 500 400 300 200 100 0 1340

1360

1380

1400

1420

1440

1460

1480

1500

vitesse (tr/min)

Figure 25 : Débit en fonction de la vitesse de rotation pour une pression de 24 bars

Ainsi cette solution permet d’assurer à pression fixe de 24 bars l’ensemble des débits de 0 à 5000 m3/h. Elle permet donc d’éviter de se préoccuper des perturbations du réseau dues à des démarrages brutaux par paliers de 834 m3/h. Par résolution numérique, on peut également déduire que la vitesse minimum pour laquelle la pompe commence à débiter est de 1358 tr/min. Au-dessous de cette valeur la pompe barbotera. Il faudra donc limiter au maximum la durée durant laquelle la vitesse de rotation sera inferieure. Cette méthode présente en revanche le problème suivant sur le plan électrique : la norme [12] présente en effet les appareils à variation de fréquence comme générateurs de courants harmoniques. Il devient dans ce cas nécessaire de réduire ces courants par l’utilisation de filtres pour éviter une perturbation du réseau. Pour estimer le coût engendré par une telle proposition on cherche donc dans un premier temps à estimer le prix de démarreurs de type variateurs de fréquence, puis le dispositif de protection contre les harmoniques.

5.2.2 Contrôle de débit par vannage

55

Une autre solution possible est une régulation du débit par vannage. L’idée est de générer une perte de charge supplémentaire contrôlée pour chacune des pompes. Le pilotage du débit pour un tel type de solution s’effectue par un déplacement du point de fonctionnement des pompes. Une première remarque concerne le type de moteurs utilisés. D’une puissance de 800 kW avec un rendement de 0.96, ils sont capables de délivrer une puissance maximale à l’arbre de la pompe de 768 kW. Si l’on se réfère à la courbe de puissance de la pompe, cela correspond à un débit de 1000 m3/h pour une hauteur de 225 m. Une charge moins importante au refoulement des pompes décalerait le point de fonctionnement sur la droite en entraînant une plus forte consommation énergétique. On risque alors de provoquer des surchauffes au niveau du moteur et ainsi un arrêt de la pompe commandé par les sondes de températures. Il apparaît donc nécessaire de maintenir une charge de 224 m au refoulement de la pompe. Il s’agit alors d’examiner la charge minimale au refoulement des pompes. Les contraintes d’exploitation impliquent un débit minimal de 60 000 m3/j. Dans le cas où ce débit est envoyé vers le réservoir de Sahel et le dispositif de régulation (inconnu à ce jour) ne génère pas de pertes de charge supplémentaires, la charge au refoulement des pompes est de 200 m. En fait, il faut envoyer un débit de 120 000m3/j vers Sahel pour que la perte de charge soit suffisante dans la conduite pour assurer la pression nécessaire au refoulement. Deux options sont alors envisageables. La première est un surdimensionnement des moteurs. Cette option sera écartée car, en plus d’un surcoût suite dû au changement de moteurs, c’est tout le dispositif d’alimentation qu’il faut surdimensionner. La seconde option est de générer artificiellement la perte de charge nécessaire au bon fonctionnement des moteurs. Les 7 stabilisateurs de pression amont seront remplacés par un stabilisateur de pression central. Le graphique ci-dessous illustre la gestion du démarrage des pompes en fonction d’un débit de consigne :

295

285

275

265

255 1

zone 1

zone 2

zone 3

245 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Figure 26 : caractéristique de fonctionnement des pompes

56

La production minimale est fixée à 2500m3/h. Ceci correspond au fonctionnement à plein régime de 3 pompes (point 1). Si le débit augmente, on démarre une 4ème pompe dont le débit sera piloté sur toute la zone 1 à l’aide de la vanne de régulation placée à sa sortie. Au-delà d’une consigne de 3335 m3/h la vanne de régulation de la 4ème pompe est ouverte et n en démarre une 5ème qui sera à son tour pilotée par sa vanne de régulation (zone 2). Le principe est identique pour le palier zone 3. D’un point de vue pratique on pourra assurer le pilotage du débit avec l’information des transmetteurs de débits décrits figure 2 en entrée et du transmetteur de débit installé sur le collecteur principal. Pour assurer la régulation on utilisera des vannes annulaires motorisées. Pour plus de détails le lecteur pourra se référer annexe 14.

5.3 Surcoût d’une solution continue en vitesse Divers facteurs peuvent jouer pour comparer les différentes solutions. Un premier facteur que l’on peut examiner est le coût relatif à de telles solutions. La détermination de ceux-ci est issue de la consultation de différents fournisseurs. Il aurait été possible de déterminer ceux-ci à partir de catalogues, cependant la comparaison n’aurait pas été rigoureuse. En effet les prix de la solution proposée sont eux issus d’offres fournisseurs. On pour l’exportation les marges de ceux-ci sont plus faibles que les tarifs « catalogues ». Le tableau suivant compare la différence de coût des variantes proposées. Tableau de démarrage Soft Starteur

Tableau de démarrage à variateurs de fréquence 0

Selfs de ligne Stabilisteurs pour réduction de pression d'harmonique amont

Vannes de réguation de débit 0

Solution proposée 270 000 0 77 000 Variation électronique de vitesse 0 380 000 24 000 77 000 0 Vannage 270 000 0 0 60 000 140 000 Figure 27 : Comparatif des coûts en fonction des méthodes de variation de débit

Total 347 000

481 000 470 000

Comme on peut le voir les deux variations proposées sont d’un ordre de prix sensiblement équivalent. Passer d’une variation discrète à une variation continue du débit génère un surcoût d’environ 120 000 euros. Le coût de fonctionnement pourrait être un critère pertinent. Cependant pour pouvoir l’estimer précisément il faudrait avoir une estimation du prix du kWh. Or ce coût, déjà très bas en Algérie sera réduit du fait d’accords entre la Sonatrach et la société exploitante. Ceci relativise donc le critère du coût de fonctionnement. Qualitativement on peut dire que la solution proposée aura le coût énergétique le moindre. En effet elle fonctionne à hauteur fixée au point de rendement maximum des moteurs. La variation de vitesse permet également de faire fonctionner les pompes à hauteur fixée. Cependant on aura une variation du rendement en même temps que du débit. Le coût énergétique sera donc supérieur. Enfin le vannage générant des pertes de charges supplémentaires restera la solution la plus coûteuse énergiquement.

57

58

Conclusion

Il a été présenté dans ce mémoire un ensemble de corrections à l’offre technique initiale ainsi que de nombreux détails techniques visant à préciser l’installation. Une analyse de la solution retenue a permis de dégager des prescriptions sur des problèmes qui n’avaient été que vaguement soulevés. Cette étude a donc permis de réduire les aléas qu’il était possible de rencontrer sur le chantier. Ceci est d’autant plus vrai que des tests on été réalisés sur les organes les plus problématique. Les pompes ont été testées à vitesse réel selon un protocole décrit dans le présent mémoire. Des tests sont également prévus pour vérifier la connexion entre l’automate de contrôle et le TGBT. Ce moyen permet donc de garantir les points les plus critiques de l’installation. Cependant cette étude s’est concentrée sur les phases de production, préparation et expédition du matériel. Bien que les contraintes pratiques aient été envisagées pour les cas les plus extrêmes (déchargement de matériel lourd…). Développer cet aspect aurait également pu permettre de limiter plus encore ces aléas. Deux pistes envisageables sont notamment une planification étudiée des travaux, ainsi qu’un inventaire des matériels d’installation disponible sur place.

59

Bibliographie Ouvrages [1] CAMPANT M. Technologie des fontaines. A paraître. Chapitre sur les traversées de parois et leur étanchéité. p.309-314. [2] CHEVALIER M. Démarrage et ralentissement des moteurs asynchrones. Cours des licences professionnelles gestion automatisée des systèmes de traitement d’eau. Polytech Montpellier, 2008. 12p. [3] DEGREMONT – SUEZ. Mémento technique de l’eau TOME 1. Cachan, Lavoisier, 2005. 785p. ISBN 2-7430-0717-6 [4] 60p.

ROCHE E. Support de cours, pompage à la demande. Strasbourg, Engees, 2007.

[5] ROCHE E. Coup de bélier, protection anti-bélier Mémento. Strasbourg, Engees, 1998. 42p. [6] M.MEUNIER. Les coups de bélier et la protection des réseaux d’eau sous pression. Paris, Engref, 1980. 198p. [7] ROCKWELL Automation. Notions fondamentales sur le démarrage des moteurs, démarrage traditionnel, démarreur progressif, convertisseur de fréquence. France, WPStart, 1998. [8] SCHNEIDER ELECTRIC. Electrical Installation Guide 2009. Schneider electric industries, 2008. Chapter E, Low voltage distribution, p E1-E29. [9] SILEC. Catalogue général, Câbles isolés et Matériels de Raccordement, Energie – Télécommunications. France, Sagem, 1996. 564p. [10] SOCOMEC. Cahier technique, systèmes de coupure et de protection U = RI. Socomec, 2009. 118p.

Normes [11] AFNOR. Association française de normalisation, ISO 9906, Norme internationale, Pompes rotodynamiques – Essais de fonctionnement hydraulique pour la réception – Niveaux 1 et 2. AFNOR, Saint Denis la plaine, 2003. 64p. [12] UTE. Union Technique de l’Electricité et de la communication. NF C 15-100, Installations électriques à basse tension. AFNOR, Saint Denis la plaine, 2002. 476p.

60

Etudes [13] SCHNEIDER ELECTRIC. Farmex usine de dessalement Fouka, TGBT Alt2. Schéma multifilaire du tableau général basse tension. Grenoble, 2009. 61p.

Notices techniques [14]

AUMA – Valve position indicator WSG 90.1. 2006. 28p.

[15] BERNARD – Equipement Electroniques de Contrôle, Intelli+, commande intelligente. 16 p. [16] ENDRESS+HAUSER – Information technique Proline Promag 50W,53W Débitmètre électromagnétiques. 2005. 40p. [17] ENDRESS+HAUSER – Information technique Cerabar T PMC131, PMP131, PMP135 Transducteur de pression. 2006. 24p. [18] ENDRESS+HAUSER – Information technique Prosonic S FMU09 Mesure de débit par ultrasons. 2007. 38p. [19] ENDRESS+HAUSER – Information technique Prosonic S FDU91/91F/92/93/95/96 Sondes à ultrason pour une mesure continue et sans contact de niveau et de débit. 2008. 30p. [20] ENDRESS+HAUSER – Information technique Flowfit CCA250 Chambre de passage pour les cellules de chlore et capteurs pH/redox. 2007. 20p [21] ENDRESS+HAUSER – Information technique CCS140 et CCS141 Cellules de mesure de chlore libre. 2005. 32p. [22] ENDRESS+HAUSER – Information technique Orbisint CPS11 et CPS11D Electrodes pH. 2008. 12p. [23] ENDRESS+HAUSER – Information technique Liquisys M CCM223/253 Mesure de chlore libre/dioxyde de chlore/chlore total. 2006. 20p. [24] ENDRESS+HAUSER – Information technique Cellule de conductivité ConduMax W CLS 21. 1999. 8p. [25] ENDRESS+HAUSER – Information technique Liquisys M CLM223/253 Mesure de conductivité/résistivité. 2008. 20p. [26] ENDRESS+HAUSER – Information technique Orbisint CPS12/CPS12D/CPS13 Electrodes redox, analogiques et numériques. 2005. 12p. [27] ENDRESS+HAUSER – Information technique Liquisys M CPM223/253 Mesure de pH/redox. 2007. 24p.

61

[28] ENDRESS+HAUSER – Information technique Turbimax CUS31 Capteur de turbidité, 2007. 12p. [29] ENDRESS+HAUSER – Information technique Liquisys M CUM223/253 Mesure de turbidité et de concentration de matières en suspension. 2007. 20p. [30] PAM – Adduction d’eau, tuyaux et raccords en fonte ductile pour l’adduction d’eau potable et l’irrigation. Saint gobain canalisation. 2001. 448p. [31] SCHNEIDER ELECTRIC – Guide d’installation Okken. Montmélian, Schneider electric industries, 2007. 48p. [32] SCHNEIDER ELECTRIC – Manuel d’utilisateur Altistart 48 Telemecanique Démarreurs-ralentisseurs progressifs. 2008. 83p. [33] SCHNEIDER ELECTRIC – Varset, Batteries automatiques de condensateurs basse tension, Coffrets et armoires, notice d’utilisation. Schneider electric industries, Prigny, 2008. 16p.

62

Annexe 1 – Organigramme FARMEX Technologies M. Noureddine SMALI PDG

Mme Marie-France JUNIET

Mme Najat SMALI

RH

Responsable Administrative

Mme Stéphanie LANGUET Assistante Export

M. Lahcen EL HADDAJI Directeur à l’Export

M. Olivier BARIAU Ingénieur Eau

M. Julien BRUYERE

M. Michael PROST

Responsable de zone

Responsable de zone

M. Thibaut MAES

M. Arnaud SWIDZINSKI

Technico-commercial

Technico-commercial

M. Antoine DUVAL

M. Antoine DI BIASE

Technico-commercial

Technico-commercial

63

64

Annexe 2 - Schéma global de l’usine de dessalement

65

66

Annexe 3 – Station de pompage, vue en plan

67

68

Annexe 4 – Ligne de pompe, détail d’installation

69

70

Annexe 5 – Courbes caractéristiques des pompes

71

72

Annexe 6 – Détail d’installation des capteurs qualités

73

74

Annexe 7 - Détail d’installation des capteurs de niveau

75

76

Annexe 8 – Détail d’installation – partie extérieure du collecteur principal

77

78

Annexe 9 – Coefficients relatifs au mode de pose pour l’installation des câbles

79

80

Annexe 10 – Récapitulatif des câbles de commande

Liaison TGBT – Automate Arrêt d’urgence 1câble 2 x 0,75 mm² Alti-starts Signal 220V 1 câble 5 x 1mm² Signal 4-20mmA 1 câble blindé 2x1mm² 1 câble 7 x 0,75 mm² 80 m par câble Transfos 1 câble 6 x 0,75mm² Ecran déporté X1 à X1A 1 câble 7 x 1,5 mm² X2 à X2A 1câble 12 x 0.75 mm² Alimentation 1 câble 3 x 2.5 mm² 1 câble RJ45 (fourni par itecom)

Liaison Pompe – Automate Stabilisateur de pression amont Claval 1 câble 4 x 0,75 mm² (105m) Contacteurs de position AUMA 2 câble 3 x 1mm² 24V DC max 80mA alimentation + résistance (non connectée) 1 câble 4 x 0,75 mm ² 150 m à multiplier par le nombre de câbles par contacteur PT 100 1 câble blindé 15 x 0,75 mm² (200m) 3 câbles blindés 3 x 0,75 mm² (200m) Pressostats 1 câble 2 x 0,75mm² (150m)

Collecteur principal Boitier d’alimentation déporté Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (65m) Débitmètre Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm2 Impulsion et signal 4- 20 mm² 2 câbles 2x1mm² blindé (95 m)

81

Conductimètre Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (5m) mesure 4-20mA 1câble blindé 2x1mm² (70m) Turbidimètre Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (5m) mesure 4-20mA 1câble blindé 2x1mm² (70m) PH- chloremètre Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (5m) mesure 4-20mA 2 câble blindé 2x1mm² (70m) Redox Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (5m) mesure 4-20mA 1câble blindé 2x1mm² (70m) Vanne DN1000 1 câble 7 x 0,75 mm² (100m) Alim 3 x 2,5 mm² Vanne de décharge : 1 câble 4 x 0,75 mm² (100m)

Capteurs de niveau Capteurs ultrason Alimentation 1 câble 3 x 2,5 mm² (5m) 1 câbles 4 x 0,75 mm² (5m) Poires de niveau réservoir eau traitée 2 câbles 2 x 0,75 mm² (35m)

82

Annexe 11 – P&ID et nomenclature

83

84

Annexe 12 – Volumes et poids admissibles par containers STANDARD CONTAINERS: Standard 20' inside length

inside width

inside height

door width

door height

19'4"

7'8"

7'10"

7'8"

7'6"

capacity

tare weight

maxi cargo

1,172CuFt 4,916lbs 47,900lbs

5.900m 2.350m 2.393m 2.342m 2.280m 33.2CBM 2,230Kg 21,770Kg Standard 40' inside length

inside width

inside height

door width

door height

39'5"

7'8"

7'10"

7'8"

7'6"

capacity

tare weight

maxi cargo

2,390CuFt 8,160lbs 59,040lbs

12.036m 2.350m 2.392m 2.340m 2.280m 67.7CBM 3,700Kg 26,780Kg

OPENTOP CONTAINERS: Opentop 20' inside length

inside width

inside height

door width

door height

19'4"

7'7"

7'8"

7'6"

7'2"

capacity

tare weight

maxi cargo

1,136CuFt 5,280lbs 47,620lbs

5.894m 2.311m 2.354m 2.286m 2.184m 32.23CBM 2,400Kg 21,600Kg Opentop 40' inside length

inside width

inside height

door width

door height

39'5"

7'8"

7'8"

7'8"

7'5"

capacity

tare weight

maxi cargo

2,350CuFt 8,490lbs 58,710lbs

12.028m 2.350m 2.345m 2.341m 2.274m 65.5CBM 3,850Kg 26,630Kg

FLATRACK CONTAINERS: Flatrack 20' inside length

inside width

18'5"

7'3"

inside door door capacity height width height 7'4"

5.620m 2.200m 2.233m

tare weight

maxi cargo

-

-

-

5,578lbs

47,333lbs

-

-

-

2,530Kg

21,470Kg

tare weight

maxi cargo

Flatrack 40' inside length

inside width

39'7"

6'10"

inside door door capacity height width height 6'5"

12.080m 2.438m 2.103m

-

-

-

-

-

-

12,081lbs 85,800lbs 5,480Kg

39,000Kg

85

FLATRACK COLLAPSIBLE CONTAINERS: Flatrack Collapsible 20' inside length

inside width

18'6"

7'3"

inside door door capacity height width height 7'4"

5.618m 2.208m 2.233m

tare weight

maxi cargo

-

-

-

6,061lbs

61,117lbs

-

-

-

2,750Kg

17,730Kg

tare weight

maxi cargo

Flatrack Collapsible 40' inside length

inside width

39'7"

6'10"

inside door door capacity height width height 6'5"

12.080m 2.126m 2.043m

-

-

-

-

-

-

12,081lbs 85,800lbs 5,800Kg

39,000Kg

REEFER CONTAINERS: Reefer 20' inside length

inside width

inside height

door width

door height

17'8"

7'5"

7'5"

7'5"

7'3"

capacity

tare weight

maxi cargo

1,000CuFt 7,040lbs 45,760lbs

5.425m 2.275m 2.260m 2.258m 2.216m 28.3CBM 3,200Kg 20,800Kg Reefer 40' inside length

inside width

inside height

door width

door height

37'8"

7'5"

7'2"

7'5"

7'0"

capacity

tare weight

maxi cargo

2,040CuFt 10,780lbs 56,276lbs

11.493m 2.270m 2.197m 2.282m 2.155m 57.8CBM 4,900Kg 25,580Kg Reefer High Cube 40' inside length

inside width

inside height

door width

door height

37'11"

7'6"

8'2"

7'6"

8'0"

capacity

tare weight

maxi cargo

2,344CuFt 9,900lbs 57,761lbs

11.557m 2.294m 2.500m 2.294m 2.440m 66.6CBM 4,500Kg 25,980Kg

86

HIGH CUBE CONTAINERS:

HIGH CUBE 40' inside length

inside width

inside height

door width

door height

39'5"

7'8"

8'10"

7'8"

8'5"

capacity

tare weight

maxi cargo

2,694CuFt 8,750lbs 58,450lbs

12.036m 2.350m 2.697m 2.338m 2.338m 76.3CBM 3,970Kg 26,510Kg

PLATFORM CONTAINERS: PLATFORM 20' inside length

inside width

19'11"

8'0"

inside door door capacity height width height 7'4"

6.058m 2.438m 2.233m

tare weight

maxi cargo

-

-

-

6,061lbs 52,896lbs

-

-

-

2,750Kg

24,000Kg

tare weight

maxi cargo

PLATFORM 40' inside length

inside width

40'0"

8'0"

inside door door capacity height width height 6'5"

12.180m 2.400m 1.950m

-

-

-

-

-

-

12,783lbs 86,397lbs 5,800Kg

39,200Kg

87

88

Annexe 13 – Détermination du débit des pompes en fonction de la vitesse.

Dans un premier temps, compte tenu des caractéristiques de la pompe, d’après le théorème de π (5), on détermine les courbes de fonctionnement de la pompe à différentes vitesses. Ceci donne le graphique suivant : 300 290 280 270 1492 tr/min 260

1465 1438

250

1411 1384

240

1358 pression consigne

230 220 210 200 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400

Par intersection avec la droite HMT = 245m, on déduit différents débits à 245m pour une vitesse de rotation donnée.

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Annexe 14 – Vanne annulaire motorisée

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MEMOIRE DE FIN D'ETUDES Diplôme(s) : Ingénieur diplômé de l’Engees

Spécialité : gestion durable de l’eau en milieu urbain Auteur : VERGER Jean

6 Année 2009

Titre :

Optimisation de la mise en place d’une station de pompage à Fouka - Algérie Nombre de pages

texte 59

annexes 30

Nombre de références bibliographiques : 33

6.1 Structure d'accueil

Farmex Technologie/ Meze / Hérault

Maître de stage : Noureddine Smali Résumé Cette étude vise à réduire les aléas lors de la réalisation des travaux. Elle se situe durant la phase de production du matériel, avant le début de l’installation. Elle comprend une vérification hydraulique du projet et la rédaction d’un protocole de fonctionnement. Elle coordonne les fournisseurs pour les productions de matériel en cours. Elle détermine le matériel non prévu dans l’offre technique. Elle propose des variations sur le fonctionnement de la station. Spécifiquement sur des solutions proposant une variation continue de la vitesse. Elle présentera également une réflexion sur les risques liés au coup de bélier.

Mots-clés Station de pompage, systèmes de démarrage moteur, alimentation, ISO 9906, tests pompes, coup de bélier.

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