CHAPITRE III: DESCRIPTION DU SYSTEME D’ECLAIRAGE PUBLIC
3.3. Présentation des mâts d’éclairage du PAC
Les mâts sont de grands poteaux métalliques à couronne mobile, d’une hauteur allant jusqu’à 45 mètres en forme de cône destinés à éclairer de grands espaces.
Les bras, support des projecteurs sont réalisés en profil rectangulaire de section fermée, offrent une grande rigidité à la torsion et flexion.
Dans la famille des mâts de grande hauteur destinés à l’éclairage des grands espaces, les mâts à couronne mobile facilitent et sécurisent les opérations de maintenance et d’entretien des projecteurs en permettant à celles-ci d’être réalisées au niveau du sol. [2]
Géométrie et construction
Les mâts ont une section polygonale régulière de 16 pans offrant une résistance égale dans toutes les directions. Les mâts sont construits en
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Galvanisation
Les mâts sont galvanisés conformément à la norme ISO1461. Entre autre, les aciers utilisés sont de classe 1 d’aptitude à la galvanisation et celle-ci n’est réalisée qu’après complet achèvement du mât. Le mât est galvanisé à chaud au trempé afin d’obtenir une couche de zinc uniforme tant à l’extérieur qu’à l’intérieur du mât. [2]
Avantage des mâts mobiles
Le système mobile d’éclairage ECLATEC permet la maintenance au sol des projecteurs ; cette solution évite l’ascension d’un opérateur ou l’utilisation d’une nacelle élévatrice. Par la suite, le temps d’intervention s’en trouve réduit et les opérations deviennent plus sûres et moins onéreuses. Ce système, développé et breveté par ECLATEC concilie sécurité, efficacité, fiabilité et facilité d’utilisation. [1]
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Figure 3.5 : Mâts d’éclairage
Les mâts sont alimentés à partir des TGBT équipés d’un interrupteur rotatif général .Le TGBT est compartimenté en des tiroirs électriques munis chacun d’un disjoncteur triphasé rotatif, d’un voyant vert annonçant que le disjoncteur est au repos, d’un voyant rouge qui signale que le disjoncteur est en position travail’, d’un ampèremètre numérique triphasé qui renseigne sur les intensités du courant en circulation.
A chacun de ces tiroirs sont reliés deux câbles vitiprène de 4*25 ; il s’agit des câbles qui vont alimenter respectivement les circuits veilles et travail, au niveau du coffret. Ainsi nous avons un réseau de câbles qui relient les TGBT logés dans des postes aux mâts au moyen d’une canalisation souterraine.
Les Circuits
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Figure 3.6 : Circuit d’alimentation
Circuit veille : C’est le circuit d’alimentation électrique des luminaires dont l’inclinaison est d’environ 90° par rapport à l’horizontal, son flux lumineux est très fuyant, pouvant présenter un fort risque d’éblouissement.
Circuit travail : c’est le circuit d’alimentation électrique des luminaires dont l’inclinaison est d’environ45°, les flux lumineux de ces luminaires sont dirigés vers sol, présentant un faible risque d’éblouissement.
Candélabres : ils sont au nombre de deux sur un bras, selon qu’ils sont alimentés par les circuits veille ou travail
Compact et léger, le projecteur a été conçu pour un éclairage optimal de tous les grands espaces. Ce Système amovible permet des réglages de précision, de jour comme de nuit, en toute simplicité d’où les éclairages en veille et travail
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Figure 3.7 candélabre
Coffret électrique principal Il est en polystyrène et constitué de :
Borniers des circuits veille : ce sont des borniers qui reçoivent le câble destinés à alimenter les luminaires veille
Borniers du circuit travail : ce sont des borniers qui reçoivent le câble destinés à alimenter les luminaires travail
Borniers d’arrivée des câbles veille et travail quittant le poste de commande
Borniers de départ des câbles travail aux quelles sont respectivement raccordés les départs vers un coffret de répartition vers les luminaires
Coffret de répartition : Il renferme :
des borniers qui reçoivent les câbles des circuits veille et travail qui permettent d’allumer les luminaires.
deux disjoncteurs tétra polaires différentiels de 32 Ampères pour la protection des circuits veille travail.
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Figure 3.8 : Coffret principal
Disjoncteur pour la protection de la prise électrique triphasée : Il permet de brancher le coffret et le moteur servant à manœuvrer la couronne lors des entretiens
Disjoncteur pour la protection de la prise électrique de connexion des circuits de fin de course
Sectionneur porte fusibles
Treuil : [1]
Fonctionnement du système de treuil :
Le système de treuil est constitué de câble de traction. Ce dernier est en acier trempé en forme torsadée enroulé autour du treuil, sur le treuil est pratiqué quatre tenons et sur l’arbre du moteur d’entrainement, est claveté un réducteur sur lequel est pratiqué des trous correspondant aux diamètres de ces tenons et destiné à les recevoir pour un accouplement en vue d’entrainer électriquement le treuil soit pour la montée ou la descente de la couronne
La translation de la structure est assurée par un treuil électromécanique à câble au pied du mât. Une poulie de renvoi en tête de mât relie ce treuil à la structure. La structure est maintenue en position haute par traction sur le câble. La conception du treuil est telle que c’est l’apport de l’énergie mécanique qui fait déplacer la couronne ce qui rend
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 43 son mouvement irréversible et interdit la descente de la structure par gravité.
Figure 3.9 : Frein parachute
Le chariot principal recevant la structure porteuse est équipé d’un frein parachute solidaire de la structure et des ressorts de rappel. Ce frein agit instantanément par contact direct sur le rail de guidage, en cas de rupture du câble. [1]
Rails : ils sont un ensemble de segments plaque en aluminium déployé le long de la hauteur du mât.
Chaque segment est solidaire au corps du mât par un assemblage au moyen d’une vis (Visserie inox).
Le système à rail se caractérise par l’utilisation d’un rail extérieur guidant, sur toute la hauteur du mât, la couronne pendant les phases de levage et descente. Il contient également les câbles plats d’alimentation électrique.
La couronne se stabilise en position haute par la mise sous tension du câble de levage. Le chariot coulisse dans le rail. [1]
Chariot : il est en fonderie d’aluminium constitué de deux plaques de même sections et de même longueur traversé de chaque extrémité par deux boulons.
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 44 Cet assemblage est traversé par le câble méplat d’allumage des candélabres
Pour être mobile le long des rails, il est muni de galets de roulement polyamide : ce qui lui permet de coulisser dans le rail
Le chariot sert aussi de guide câbles [1]
Figure 3.10 : chariot
Câble électrique autoporteur
Le câble électrique autoporteur Panzerflex utilisé en position verticale sur des longueurs de 30 m, est de qualité renforcée. Sa souplesse permet un défilement aisé sur le rail le long du mât. Le câble est bloqué en ses extrémités par des serre-câbles positionnés sur la couronne.
L’alimentation des candélabres est assurée par trois câbles méplats souples répartie comme suit : câble méplat de 12*2.5 mm² néoprène destiné aux circuits commande (fin de course haut, fin de course bas).Deux câbles méplats de 4*10mm²:pour les circuits travail et veille [1]
Chariots guide câbles. Cette conception permet de maintenir l’alimentation des projecteurs lors des manœuvres et évite ainsi les risques de défauts électriques. [1]
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 45 Couronne mobile : C’est à elle que sont solidaires tous les candélabres portant au total quinze luminaires en même temps que la boite de dérivation embarquée
Fins de course
L’arrêt automatique de la montée ou de la descente de la structure est contrôlé par des fins de course haut / bas: ce sont des organes électriques qui coupent le circuit électrique en cognant un came. [1]
Figure 3.12 : Fin de course Interrupteur à levier double fonction
Figure 3.13 : Came
Came en aluminium fixé à ce niveau sur le mât en amont et en aval ce qui permet à l’unité indépendante de levage servant à monter ou descendre la couronne, lorsque celle-ci atteint ce niveau bas ou haut d’arrêter la couronne à ce niveau : soit le niveau bas pour raison d’entretien ou le niveau haut après entretien.
Boîte de dérivation embarquée
En polyester elle permet le raccordement des projecteurs, fins de course et accessoires annexes. Sa taille et la quantité de bornes de raccordement sont fonction du nombre de projecteurs. [1]
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Figure 3.14 : Boîte de dérivation embarquée
Support et balise de signalisation aérienne :
Le support est en acier galvanisé à chaud, ou en aluminium. Il permet la fixation des différents types de balises. Equipé d’un boîtier de raccordement électrique et la visserie de fixation est inoxydable.
La balise renseigne sur la présence du mât
Figure 3.15 : Support et balise de signalisation aérienne
Unité mobile de levage
L’unité indépendante de levage offre la solution globale la plus économique, une seule unité pouvant desservir plusieurs mâts. Elle comprend :
Coffret électrique de commande du moteur de traction :
C’est un boitier qui est composé de deux contacteurs , d’un verrouillage mécanique ,d’un relais thermique de deux relais auxiliaires d’un disjoncteur tétra polaires, d’un relais d’ordre de phases des borniers de raccordement , un coupe circuit bipolaire, des boutons de montée, descente et de réinitialisation, ce coffret comporte également deux câbles
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 47 au bout desquels sont montées deux fiches dont la fiche mâle de la fin de course et la fiche femelle qui communiquera le coffret au moteur électrique.
Figure 3.16 : Coffret électrique
L’opérateur effectue les manœuvres en toute sécurité à l’aide d’un boîtier de commande relié par un câble électrique suffisamment long pour échapper à l’emprise au sol de la structure. Il assure une assistance à l’installation moto-treuil fixe en pied de mât et un déplacement de la structure guidée par un rail sécurité antichute. [2]
Moteur électrique mobile de levage : c’est un moteur asynchrone triphasé couplé en triangle, il est raccordé à ses bornes un câble souple de 4*2.5 mm² longeant le mât, ayant à son extrémité une fiche mâle
La vitesse de montée/descente de la couronne est de 1.2 m/minute.
Le moteur est alimenté en triphasé 380/400V-50Hz.
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Figure 3.17 : Moteur électrique
Réducteur : il est claveté sur l’arbre du moteur ; il est en acier massif inoxydable. [2]
Câble de traction
C’est un câble torsadé en acier de traction, défini selon la charge une extrémité appointée (coté treuil) et une extrémité boucle manchonnée (coté frein parachute), fabrication en usine sur mesure (pas de serre câble). [1]
Tiroir de commande des mâts:
C’est tout un ensemble d’appareillage et composants électriques constituant en quelque sorte l’interrupteur complexe des mats. [1]
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Figure 3.18 : Tiroirs de commande Il est constitué de :
Un Contacteur de 48 volts
Un relais thermique
Un sectionneur porte fusible de 63 ampères
Un contact électrique du sectionneur
Une manette électrique : faisant parti des éléments montés en série avec le contacteur il est un capteur ayant deux positions de contacts comme un interrupteur. Il est très important pour l’enclenchement du contacteur. Son fonctionnement est tel que, tant que le tiroir n’est pas embroché complètement la manette de commande empêche
électriquement le contacteur de fermer ses contacts.
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Figure 3.19 : Manette électrique
Un interrupteur à trois positions : c’est un interrupteur à trois positions :
La marche automatique
L’arrêt : position intermédiaire
La marche manuelle
Figure 3.20: Interrupteur à trois positions
Broches de circuit de puissance : C’est par ces broches males que la tension électrique triphasée pénètre dans le tiroir.
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Figure 3.21 : Broches mâles du tiroir
Bloc recevant les broches : il est raccordé aux jeux de barres
Figure 3.22 : bloc de prises femelles des broches
Un sectionneur porte fusible de 63 ampères : Il permet d’apporter par les broches de la tension dans les tiroirs embrochables.
Figure 3.23: Sectionneur
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 52 Boitier d’appareillage : il est porté par chaque bras et renferme deux modules d’appareillages pour deux candélabres, il est légèrement perforé à sa base inferieur afin de ne pas retenir de l’eau et recevoir une aération naturelle
Figure 3.24 : Boîte d’appareillage Il comporte :
Un préhenseur bipolaire : monté en amont de chaque circuit d’allumage du candélabre, c’est un sectionneur porte fusible qui permet de protéger le candélabre contre les courts circuits, il permet également de mettre hors circuit le candélabre lors des dépannages.
Un condensateur : il permet le facteur de puissance.
Un ballast : composé d’un bobinage de cuivre entourant un noyau de fer (ballast dit inductif ou électromagnétique) va tenter de rétablir le courant en libérant toute son énergie. Cela provoque une impulsion de tension très élevée
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Figure 3.25 : Ballast
Un amorceur : il sert à lancer l’amorçage de la lampe.
Figure 3.26 : Amorceur
Lampes à décharge SHP Haute Pression de Sodium
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 54 Les lampes à vapeur de sodium haute pression (SHP)
Les lampes à vapeur de sodium haute pression émettent une lumière jaune orangée. Elles sont les plus fréquemment utilisées dans l'éclairage public à cause de leur coût d'utilisation raisonnable et de leur efficacité lumineuse élevée. Elles remplacent avantageusement les ballons fluorescents. On les trouve en particulier pour l'éclairage public fonctionnel.
Les lampes à décharge fonctionnent par la création d'une tension électrique entre deux électrodes nécessitant la présence d'un ballast.
Cette technique offre une efficacité lumineuse plus élevée que l'incandescence (plus de lumière est émise pour une consommation d'énergie moindre). Par contre, la qualité de lumière des lampes à décharge est inférieure à celle des lampes à filament. Cela dit d'importants progrès ont été réalisés en la matière, ce qui a permis d'améliorer l'efficacité lumineuse, mais aussi la qualité de la lumière et leur durée de vie. De par ces avantages, cette catégorie de lampe est utilisée dans la quasi-totalité des cas pour les applications d'éclairage public.
Figure 3.27 : Lampes SHP de 1000W
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 55 Le réflecteur est un des constituants primordiaux de la lanterne. Il assure la qualité et les performances de l'éclairement et permet un gain très conséquent en efficacité. La source émet un flux lumineux dans presque toutes les directions. Le rôle du réflecteur est de rediriger la part de flux lumineux émis par la source qui n'atteindrait pas sa cible. [3]
Les qualités photométriques d'un réflecteur caractérisent sa capacité à réorienter l'ensemble du flux de la source pour obtenir un flux résultant bien ciblé, puissant et homogène.
Certains appareils sont munis d'une simple plaque réflectrice blanche (appareils d'éclairage indirect, lanternes de style...) La réflexion est alors diffuse : le rayonnement incident est réfléchi dans plusieurs directions différentes. La plaque réflectrice ne participe de ce fait, que très partiellement au « guidage » du flux de la source vers la cible.
L'éclairage est plus doux, mais moins intense et moins bien maîtrisé pour ce qui est de sa direction.
Les réflecteurs à proprement parler sont pour la plupart en aluminium, métal qui possède de bonnes propriétés de réflexion.
Les plus performants sont obtenus par modélisation informatique avant fabrication. La précision est telle qu'à chaque réflecteur correspond un type de lampe bien précis. Tout remplacement de lampe par une source inadéquate perturbera sensiblement la diffusion lumineuse et de ce fait diminuera les performances photométriques du système : diminution de l'homogénéité, augmentation des nuisances lumineuses, etc.
Description de l’armoire TGBT d’alimentation des tiroirs de commande de l’éclairage des mats ECLATEC cas du P1
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Réalisé par AGOSSOU Désiré Honoré Yaovi 56 Cette armoire en effet est la plus ancienne des gammes d’armoires de commande de l’éclairage. Elle est équipée d’un disjoncteur général d’arrivée de l’énergie électrique. En aval de ce disjoncteur, l’énergie est répartie en deux parties, dont l’une va alimenter en énergie électrique les magasins de l’ancien port et l’autre va au primaire d’un transformateur de 380 / 48 V AC et de fréquence 50Hz dont la sortie est raccordée aux jeux de barres.
Deux contacteurs tétra polaires de 48V et de fréquence 50Hz
De deux tiroirs embrochables (voir figure)
un bloc de prises femelles tétra polaires pour recevoir les broches mâles du tiroir.
Les départs vers les trois mâts présentement fonctionnels dans l’ancien PORT :
Description de l’armoire TGBT d’alimentation des tiroirs de commande de l’éclairage des mâts AL-BABTAIN : cas des feeders peller
Ce TGBT est constitué de:
d’un interrupteur général à trois positions
d’un disjoncteur général triphasé
d’un jeu de barres
des tiroirs d’alimentation qui assurent les départs vers les mâts comme le cas des mâts ECLATEC
des tiroirs d’alimentation qui assurent les départs vers les mâts comme le cas des mâts ECLATEC