Chapitre 3 : Etude de thème
3.5. Analyse et proposition de solutions d’amélioration
3.5.2. Proposition de solutions d’amélioration
Apres plusieurs analyses et contacts fait il en ressort que les armoires électriques du bâtiment de dialyse quidimensionnées pour supporter seize générateurs d’hémodialyse soit une capacité de 67065 VA en supportent vingt- deux actuellement soit une capacité de 135653 VA. Cette montée en charge est à l’origine des problèmes de surcharge et de cour-circuit notés au niveau de ce service. En effet, le bâtiment de dialyse est de type R+1 .Au Rez de chaussée, nous avons quatorze (14) générateurs d’hémodialyses et huit (8) à l’étage. Ces générateurs sont de deux types : le B Braun et le frésenius Médical Care 5008S. Ils consomment respectivement des courants de 16 A et de 11 A. Ce bâtiment dispose de deux armoires électriques. L’un au niveau du Rez de chaussée et l’autre à l’étage qui sont tous deux alimenté par un disjoncteur compact de 250 A. Ces armoires se composent de disjoncteurs portes fusibles de 20A et ne disposent pas de parafoudre. Par ailleurs, le bâtiment ne dispose pas de paratonnerre. Ce qui ne garantis pas une bonne protection des installations.
Pour corriger ces dysfonctionnements, le redimensionnement des armoires électriques de ce bâtiment s’avère indispensable. Par ailleurs, ils devront disposer d’un parafoudre pour protéger les installations contre les surintensités d’origine atmosphérique.
- Les armoires seront constituées des disjoncteurs différentiels pour la protection des générateurs d’hémodialyse et de disjoncteur divisionnaire pour la protection de tout autre appareil. Quant au calibre du disjoncteur de tête (disjoncteur trétrapolaire) il sera de type différentiel pour les circuits lumières et force et divisionnaire pour les prises.La sensibilité de ces disjoncteurs différentiels sera de 30mA pour les générateurs d’hémodialyse et de 300mA tout autre installation.
- La section des câbles à respecter pour ce dimensionnement est de 1,5 mm2 lumières, 2,5 mm2 pour les prises et de 4 mm2 pour les circuits forces.
En utilisant les deux armoires, nous proposons un redimensionnement comme suit :
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Armoire 1 Circuit Prise
On désire mettre uniquement les générateurs de type B Braun au Rez de chaussée. En tenant compte du courant de type de générateur et du nombre total à mettre au Rez de chaussée, il convient de mettre quatorze (14) disjoncteurs différentiel de 16 A. Le calibre du disjoncteur de tête de ce circuit serait de 75 A.
Justification
Soit I.e. le courant total de ces équipements On a :
Ie = 16 × 14 = 224 A (1)
Soit Se la puissance Apparente de tous ces équipements.
Sachant que ces appareils sont purement résistifs, nous avons : Se = 𝑈 × 𝐼𝑒√3 (2) = 220 × 224√3
S𝑒 = 85355 𝑉𝐴 (2)
Soit St la puissance totale de tous les équipements. En considérant autre utilisation tels que les postes téléviseurs, les décodeurs, les charges téléphoniques nous estimons :
𝑆𝑡 = 85500 𝑉𝐴 (4) 𝑆𝑡 = 𝑈 × 𝐼𝑡√3 Soit It le courant total on a :
𝐼𝑡 = 𝑆𝑡 ÷ 𝑈√3 (5) 𝐼𝑡 = 225 𝐴 (5)
Sachant qu’il s’agit d’une ligne triphasée équilibrée on à 3I1= 3I2= 3I3=It Soit I = I1= I2= I3 = It÷ 3 (6)
I= 225÷ 3 𝐼 = 75 𝐴 (6) D’où le calibre du disjoncteur de tête est de : 75A
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit prise au niveau de l’armoire électrique du Rez de chaussé.
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Figure 7: Câblage du circuit Prise de l'armoire 1
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Circuit lumière
Le Rez de chaussée contient six pièces qui seront toute éclairés avec vingt-deux lampes économiques de la puissance de 40 W. Chacune de ses pièces sera protégée par un disjoncteur divisionnaire de 2 A. Donc nous prévoyons six disjoncteurs divisionnaires de 2 A.
Le calibre approprié pour le disjoncteur de tête est de : 16A
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit lumière au niveau de l’armoire électrique du Rez de chaussé.
Figure 8: Câblage du circuit Lumière de l'armoire 1 Circuit Force
Nous prévoyons douze climatiseurs de marque Sharp qui consomment un courant nominal qui varie de 7A à 13A auRez de chaussée ;trois dans la grande salle, deux dans le hall, un dans la nouvelle salle, deux dans la petite salle, un dans la salle du surveillant une dans la réserve, et undans salle de consultation. En tenant compte de la plage de courant nominal des climatiseurs nous prévoyons douzedisjoncteurs divisionnaires de 16 A. Soit un par climatiseurs. Il convient de mettre en place un disjoncteur de tête de 60 A.
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Justification
Soit IC le courant total de ses climatiseurs on a :
IC= 16 × 12 = 192 A (1)
Sachant qu’il s’agit d’une ligne triphasée équilibrer on à I1= I2=I3=Ic ÷ 3 (2) I1 = I2 = I3 = 64 A
D’où le calibre du disjoncteur de tête est de : 64A
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit force au niveau de l’armoire électrique du Rez de chaussé.
Figure 10: Câblage circuit Force de l'armoire 1
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Armoire 2 Circuit Prise
On souhaite mettre uniquement les frésenius Médical Care 5008S à l’étage, tout en considérant l’éventuelle possibilité de création d’une nouvelle salle pouvant contenir quatre autre générateurs d’hémodialyse de ce type. Sachant que le frésenius Médical Care 5008S prend un courant de 11A que nous prévoyons installer pour chaque appareil un disjoncteur différentiel de 11 A. Soit un total de douze disjoncteurs différentiels. Il convient de mettre en place un disjoncteur de tête de 45 A.
Justification
Soit IE le courant total de ses équipements on a :
Ie= 11 × 12 = 132 A (1)
Soit Se la puissance Apparente de tous ces équipements.
Sachant que ses appareils sont purement résistifs nous avons : Se = 𝑈 × 𝐼𝑒√3 (2) = 220 × 132√3
Se = 50298 𝑉𝐴 (2)
En considérant autre utilisation tels que les postes téléviseurs, les décodeurs, les charges téléphoniques nous estimons :
𝑆𝑡 = 50500 𝑉𝐴 (3) 𝑆𝑡 = 𝑈 × 𝐼𝑡√3 De (3) nous avons : 𝐼𝑡 = 𝑆𝑡 ÷ 𝑈√3 (4)
𝐼𝑡 = 135 𝐴
Sachant qu’il s’agit d’une ligne triphasée équilibrer on à I1= I2=I3 (5) 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3 = 45 𝐴
D’où le calibre du disjoncteur de tête est de : 45A
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit prise au niveau de l’armoire électrique de l’étage
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Figure 9: Câblage circuit Prise de l'armoire 2
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Circuit lumière
L’étage contient trois pièces en plus du couloir, soit quatre compartiments qui seront tous éclairés avec seize lampes économiques de 40 Watts. Chacune de ses pièces seraprotégée par un disjoncteur divisionnaire de 2 A. Donc nous prévoyons quatre disjoncteurs divisionnaire de 2 A. le calibre du disjoncteur de tête sera de : 10A.
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit lumière au niveau de l’armoire électrique de l’étage
Circuit Force
De même nous prévoyons six climatiseurs de marque Sharp qui consomme un courant nominal qui varie de 7A à 13A à l’étage à raison de deux par salle. En tenant compte de la plage de courant nominal des climatiseurs nous prévoyons sept disjoncteurs divisionnaire de 16 A. Le calibre du disjoncteur de tête approprié est de 32 A.
Justification
Soit IC le courant total de ses climatiseurs on a :
IC= 16 × 7 = 96 A (1)
Sachant qu’il s’agit d’une ligne triphasée équilibrer on à I1= I2=I3 (2) 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3 = 32 𝐴
Figure 10: Câblage du circuit lumière de l'armoire 2
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D’où le calibre du disjoncteur de tête est de : 32 A
Le schéma ci-après illustre le câblage du circuit force au niveau de l’armoire électrique de l’étage
Pailleurs, nous avions prévu la mise en place d’un parafoudre dans chacun des armoires de la dialyse dont le but serait de protéger les installations électriques contre les effets directs et indirects de la foudre. Ces parafoudres doivent présenter les caractéristiques ci – après :
Type 2 𝑈𝑐 = 400 𝑉𝐴𝐶
𝐼𝑛 = 25 𝑘𝐴 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 40 𝑘𝐴
𝑈𝑝 ≤ 2𝐾𝑉
De même , nous avons pensé à mettre en place un paratonnerreà tige simple d’une hauteur de 6mau-dessus du bâtiment avec un Rayon de 30m de protection et mesurer la terre de masse pour voir si on peut avoir une valeur ≤ 5.
Figure 11: Câblage du circuit Force de l'armoire 2
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Pour garantir le bon déroulement d’une séance de dyalise il faut assurer la continuité de l’alimentation électrique. Il est vrai que les générateurs d’hémodialyses possèdent deux petites batteries pouvant leur procurer une petite autonomie. Mais nous avions prévu cinq UPS de charges triphasées de 40 kVa soit un UPS pour chaque salle pour qu’en cas de panne d’électricité, les UPS puissent suppléer les batteries en attendant la mise en marche des Groupes Electrogènes ou en cas de défaillances au niveau de ces dernières
Le coût du redimensionnement de chaqu’un de ses armoires est présenté dans le tableau ci-après :
Tableau 3 : cout du redimensionnement
Désignations Armoire 1 Armoire 2
Disjoncteurs divisionnaires 110.000 FCFA 80.000 FCFA Disjoncteurs différentiels 980.000 FCFA 720.000 FCFA
Parafoudre 400.000 FCFA 400.000 FCFA
Total 1.490.000 FCFA 1.200.000 FCFA