NUMERISATION DU SYSTEME DE CONTROLE COMMANDES DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE DE NANGBETO.

(1)

KPE

REPUBLIQUE DU BENIN

@

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

@

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

@

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI Centre Autonome de Perfectionnement

@

Rapport de stage de fin de formation pour l’obtention du diplôme de licence professionnelle

THEME

OPTION : GENIE ELECTRIQUE

Présenté et soutenu par : kakpo Gyrès F. AGLOBOE

Maître de mémoire : Tuteur de stage:

M. Luc NASSARA M. Sanni ZANGABA

(Professeur- EPAC/UAC) (Chef Section Electricité Usine à la DCN)

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Modernisation du système de traitement d’eau potable de la Centrale de Nangbéto

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II

DEDICACES

Je dédie ce travail à :

 DIEU le père, mon compagnon fidèle en tout lieu et à tout moment ;

 mon père AGLOBOE Serge et ma mère ATANHLOUETO Justine ;

Vous qui avez de moi ce qui je suis aujourd’hui par votre esprit d’abnégation, à renoncer à votre confort. Que ce travail soit ma reconnaissance de vos souffrances et peines et constitue également une action de grâce, de louange et de prières pour vous.

 ma chère épouse Bienvenue KOUEVIDJIN pour ses prières, son courage, son abnégation et son soutien indéfectible ;

 mes enfants Julia et Jérôme Bryan pour leurs chances ;

Mes enfants soyez forts, toujours persévérants et optimistes, c’est le vœu le plus ardent que je vous formule ;

 mes chers frères Maxime, Bénezet et mes chères sœurs Thècle et Cécile ; Vous tous j’exprime toute ma reconnaissance et ma gratitude. Que l’amour fraternel ne s’éteigne jamais en nous.

 toutes les familles AGLOBOE AVOTCHEKPO ET KOUEVIDJIN ;

 tous les enseignants qui ont concouru à ma formation.

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--- REMERCIEMENTS

Du plus profond de mon être, j’exprime mes sincères remerciements :

 Au Professeur Félicien AVLESSI Directeur de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi D/EPAC ;

 au Professeur Clément BONOU Directeur Adjoint de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi DA/EPAC;

 au Docteur Christophe AWANTO, Chef du Centre Autonome de Perfectionnement C/CAP ;

 à tous les Professeurs de l’EPAC pour la qualité de leurs enseignements et leur disponibilité ;

 au Professeur Luc NASSARA qui, malgré ses multiples occupations, a accepté diriger ce travail. Sincères remerciements pour son assistance et ses nombreux conseils ;

 aux membres de jury pour avoir accepté de juger ce travail ;

 à Monsieur Djibril SALIFOU, Directeur Général de la Communauté Electrique du Bénin (CEB) ;

 à Monsieur Katari FOLI BAZI, Directeur Général Adjoint de la Communauté Electrique du Bénin (CEB) ;

 à Monsieur Ferdinand SESSOU Directeur de la Centrale de Nangbéto ;

 à Monsieur PascalK PANGON, Chef Service Exploitation de la Centrale Hydroélectrique de Nangbéto pour son soutien et ses encouragements ;



à Monsieur PALASSE Agaté, Chef Service Entretien de la Centrale de Nangbéto pour son soutien, ses conseils et ses encouragements ;

 à Monsieur A.BAMA BITAKO, Chef Division Electricité pour ses conseils et son attention ;

 à Monsieur Sani ZANGABA, Ingénieur Electricien, Chef Section Electricité à la Centrale de Nangbéto, qui n’a pas hésité à donner son accord pour me

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IV

 aux messieurs Romain VIAINON, Sizing SAKIYE et John-arnaud ODOULAMI qui se sont montrés très pédagogues et conseillés ;

 tout le personnel de la Direction de la Centrale Hydroélectrique de Nangbéto pour l’attention accordée tout au long du stage. Je ne passe pas sous silence tous ceux et celles qui de près ou de loin m’ont apporté leur contribution de diverses manières.

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--- SOMMAIRES

DEDICACES ... II REMERCIEMENTS ...III SOMMAIRES ... V TABLE DES MATIERES ... VI LISTE DES TABLEAUX ... IX LISTE DES FIGURES ... X LISTE DES ANNEXES ... XI GLOSSAIRE ... XII

PREMIERE PARTIE ... 2

PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCEUIL ET DEROULEMENT DU STAGE ... 2

DEUXIEME PARTIE ...12

TRAVAUX DE FIN D’ETUDE : ...12

NUMERISATION DU SYSTEME DE CONTROLE COMMANDE DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE DE NANGBETO ...12

PROBLEMATIQUE ...13

CAHIER DE CHARGE ...14

RESUMES ...73

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ...75

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VI

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION GENERALE ... 1

CHAPITRE : I ... 3

PRESENTATION DE LA COMMUNAUTE ELECTRIQUE DU BENIN (CEB) ... 3

I.1- HISTORIQUE GENERALE ... 3

I.2-MISSIONS ... 4

I.3-OBJECTIFS ... 4

CHAPITRE : II ... 5

PRESENTATION DE LA CENTRALE HYDROELECTRIQUE DE NANGBETO ... 5

II.1-INTRODUCTION ... 5

II.2-HISTORIQUE ... 5

II.3-SITUATION GEOGRAPHIQUE ... 6

II.5-CONSTITUTION DE L’AMENAGEMENT ... 6

CHAPITRE : III ... 9

DEROULEMENT DU STAGE ... 9

III.1-DIVISION ENTRETIEN GENIE CIVIL (DEGC) ... 9

III.2-DIVISION ENTRETIEN MECANIQUE (DEM) ... 9

III.3-DIVISION ENTRETIEN ELECTRICITE (DEE) ... 9

III.4-CONCLUSION ...11

CHAPITRE : IV ...15

ETUDE DU SYTEME DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE ...15

INTRODUCTION...15

IV-1-PRESENTATION ET DESCRIPTION DU SYSTEME ...16

IV.1.1-PRESENTATION DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE ...16

IV.1.2-DESCRIPTION GENERALE DU SYSTEME ...17

IV.2-DESCRIPTION DES MODES DE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME ...20

(7)

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CONCLUSION ...25

CHAPITRE : V ...26

NUMERISATION DU SYSTEME CONTROLE COMMANDE DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE PAR « API » ...26

V.1-INTRODUCTION ...26

V.2-TECHNOLOGIES D’AUTOMATISME [2] ...26

V.2.1-LOGIQUE CABLEE ...27

V.2.2-LOGIQUE PROGRAMMEE ...27

V.3.1-AVANTAGES ...28

V.3.2-INCONVENANTS...29

V.3.3-ARCHITECTURE DES AUTOMATES [1] ...29

V.3.3.1-NATURE DES INFORMATIONS TRAITEES PAR LES API ...31

V.4-CRITERES DE CHOIX D’UN API[5] ...32

V.5-PROGRAMMATION DES API ...33

VI-PRESENTATION DE LA SOLUTION RETENUE ...34

VI.1-ETUDE ET ELABORATION DU SYSTEME DE COMMANDE ...34

VI.2-BILAN DES ENTREES/SORTIES ...35

VI.2.1-CARACTERISTIQUES DES ELEMENTS DE L’AUTOMATE CHOISI [6] ...40

VI.2.2-DESCRIPTION DU MODULE D’ALIMENTATION ...41

VI.3-CONCLUSION ...52

CHAPITRE : VII ...53

SIMULATION DU PROJET ...53

VII.1-INTRODUCTION ...53

VII.2-PRESENTATION GENERALE D’UNITYPRO[3] ...53

VII.2.1-ECRITURE DU PROGRAMME ...55

VII.3-PRESENTATION DE VIJEO DESIGNER [4] ...58

VII.4-SIMULATION DE LA COMMANDE DES POMPES PAR AUTOMATE PROGRAMMABLE (MODICON M340) AVEC UNITYPRO ET VIJEO DESIGNER ...60

VII.5-LANCEMENT DE LA SIMULATION AVEC UNITY PRO ...60

VII.6-LANCEMENT DE LA SIMULATION AVEC VIJEO DESIGNER ...62

VII.6.1-SIMULATION DE LA COMMANDE DES POMPES DECANTATION ET DISTRIBUTION...64

VII.6.1.1-LE MODE AUTOMATIQUE ...64

VII.6.1.2-COMMANDE POMPES EAU DECANTEE ...64

(8)

---

VIII

VII.7-EVALUATION DU COUT DU PROJET ...69 VII.8-CONCLUSION ...71 CONCLUSION GENERALE ...72

(9)

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau IV.1- Caractéristiques des divers moteurs de la potabilisation ...24

Tableau VI.1 : Variables d’entrées (Décantation) ...36

Tableau VI.2 : Variables d’entrées (Distribution) ...38

Tableau VI.3 : Variables de sorties(Décantation) ...39

Tableau VI.4 : Variables de sorties (Distribution) ...40

Tableau VI.5 : Caractéristiques du processeur BMX P 34 2000 ...41

Tableau VI.6 : Caractéristiques du module BMX CPS 2000 ...43

Tableau VI.7 : Caractéristiques du module d’entrée BMX DDI 6402K ...44

Tableau VI.8 : Caractéristiques du module de sorties BMX DDO 6402K ...45

Tableau VI.9 : Adresses variables d’entrées décantation ...48

Tableau VI.10 : Adresses variables d’entrées distribution ...49

Tableau VI.12 : Adresses variables de sorties décantation ...51

Tableau VI.13 : Adresses variables de sorties distribution ...52

Tableau VII.1 : Coût total des équipements ...69

Tableau VII.2 : Coût total du projet ...70

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X

LISTE DES FIGURES

Figure IV.1 Plan de la station de traitement d’eau potable de Nangbéto ...17

Figure IV.2- Compartiment 1 recevant l’eau brute (floculation) ...18

Figure IV.3- Compartiment à grilles ...18

Figure IV.4- compartiment eau décantée ...19

Figure IV.5- Filtres de sable...19

Figure IV.7- Circuit de commande ...21

Figure IV.8- Armoire électrique de commande ...22

Figure IV.9- Armoire électrique distribution ...22

Figure IV.10- Circuit de puissance ...23

Figure IV.11- Circuit de commande ...24

Figure V.1-structure interne d’un API ...30

FigureV.2- Fonctionnement d’un automate ...32

Figure VII.1 : logo du logiciel Unity Pro ...53

Figure VII.2 interface utilisateur ...54

Figure VII.3 Création d’un nouveau projet ...56

Figure VII.4 Fenêtre « Nouveau projet » ...56

Figure VII.5: configuration finale de l’automate ...57

Figure VII.6: Editeur de données d’Unity pro ...57

Figure VII.7 Logo du logiciel Vijeo Designer ...59

Figure VII.8 : Environnement de Vijeo Designer. ...59

Figure VII.9: Connexion à l’automate virtuel d’Unity pro. ...61

Figure VII.10: Transfert du projet vers l’automate virtuel d’Unity pro ...61

Figure VII.11: Exécution et transfert du projet vers l’automate ...62

Figure VII.13: Lancement de la simulation avec Vijeo Designer des pompes de décantation et de distribution. ...63

Figure VII.16: Marche de la pompe N°1 décantation ...66

Figure VII-17 Commande pompes doseuse et mélangeur vue dans vijeo ...67

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--- LISTE DES ANNEXES

ANNEXE N°1 : STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE DU BARRAGE DE

NANGBETO ...76

ANNEXE N°2 : POMPES DE DISTRIBUTION D’EAU POTABLE ...76

ANNEXE N°3 : FILTRES D’EAU ...77

ANNEXE N°4 : LOCAL POMPES DE RECYCLAGE DU CHLORE ...77

ANNEXES N°5 : LOCAL EQUIPEMENT DE DECANTATION ...78

ANNEXE N°6 : ARMOIRE DE COMMANDE POMPES DECANTATION ...78

ANNEXE N°7 : ARMOIRE DE COMMANDE POMPES DISTRIBUTION ...78

ANNEXE N°8 : POMPES DECANTATION ...79

ANNEXE N°10 : SOURCE DE LA RETENUE DU BARRAGE DE NANGBETO...79

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XII

GLOSSAIRE

API : Automate Programmable Industriel ; C.E.B: Communauté Electrique du Bénin ; IHM : Interface Homme machine m :Mètre;

Km: Kilomètre;

Km²: kilomètre carré;

m.s.m : Mètre sur mer ; m³/h: Mètre cube par heure ; m³/s: Mètre cube par seconde ; V.R.A : Volta River Autority ;

%: Pour cent ;

U.A.C: Université d’Abomey-Calavi ; SAP: Système Automatisé de Production ;

CEET : Compagnie d’Energie Electrique du Togo ; SDEE: Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau ; HCIE: Haut Conseil Interétatique ;

HA : Haute Autorité ;

PI : Producteurs Indépendants ; µ: Micron ;

>: Supérieur à ;

MECEP: Méthode de Contrôle et d’Entretien Préparer ; HTB: Niveau de tension supérieur à 50000V ;

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HP: Haute Pression ;

E.P.A.C : Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi ; C.H.N : Centrale Hydro-électrique de Nangbéto ; C.A.P : Centre Autonome de Perfectionnement ; BP: Basse Pression ;

Bp: Bouton Poussoir ; A : Ampère ;

DEE : Division Entretien Electrique ; DEM : Division Entretien Mécanique ; DEGC : Division Entretien Génie Civil ; CNH : Capteur Niveau Haut ;

CNTH : Capteur Niveau Très Haut ; CNB : Capteur Niveau Bas ; CNTB : Capteur Niveau Très Bas ; NB : Noté Bien

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Présentation de la structure d’accueil et déroulement du stage

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INTRODUCTION GENERALE

Depuis toujours, L’eau a été source de vie et de prospérité. Son indisponibilité en qualité et en quantité entraînerait des dommages irréparables à l’humanité.

Cette eau consommée, utilisée dans divers secteurs d’activités provient des eaux superficielles (fleuve, lac, cours d’eau etc..) ou des eaux souterraines (nappe phréatique).

L’accès à une eau dite potable est un droit pour chaque humain. Afin d’assurer cet accès les communes se doivent de fournir à leurs abonnés une eau traitée et conforme du point de vue bactériologique et physicochimique. Les règles de mise en distribution de l’eau propre à la consommation sont draconiennes et se sont renforcées depuis quelques années, pour éviter tout problème sanitaire vis-à-vis des consommateurs.

Certaines communes sont aujourd’hui propriétaires d’installations vétustes où ne pouvant assurer la mise en distribution d’une eau en accord avec les normes. De plus, l’explosion démographique de certaines régions a conduit à une surexploitation des stations de traitement devenues obsolètes en termes de capacité de traitement.

La réhabilitation et/ou la création de nouvelles stations de traitement des eaux potables est alors indispensable dans ce contexte.

En exemple, la centrale hydroélectrique de Nangbéto propriété de la CEB dispose d’une unité de traitement d’eau potable pour le besoin de son personnel. Cette unité de traitement installée depuis 1984 présente à ce jour des dysfonctionnements dus au vieillissement des équipements et à l’indisponibilité de pièces de rechange. Au cours de notre stage, Nous nous sommes alors proposé de réaliser dans le cadre de notre travail de fin d’étude en génie électrique un projet de : NUMERISATION DU SYSTEME DE CONTROLE COMMANDES DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE DE NANGBETO.

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Présentation de la structure d’accueil et déroulement du stage

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PREMIERE PARTIE

PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCEUIL ET DEROULEMENT DU

STAGE

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Déroulement du stage

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CHAPITRE : I

PRESENTATION DE LA COMMUNAUTE ELECTRIQUE DU BENIN (CEB)

La Communauté Electrique du Bénin, organisme de service public à caractère international, est un modèle d’intégration sous régional. Elle a pour vision d’être le moteur du développement socio-économique durable du Bénin et du Togo.

I.1- Historique générale

Autrefois alimentés au moyen des centrales thermiques conduites par la Compagnie d’Energie Electrique du Togo (CEET) et la Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau (SDEE), le Togo et le Bénin, face au manque à gagner sur le coût du carburant, prirent la résolution de trouver d’autres sources d’approvisionnement en énergie électrique. Vu l’urgence, Ils choisirent donc d’importer cette ressource du Ghana où le barrage d’Akosombo venait d’être inauguré. C’est alors que dès la première décennie de l’accession à la souveraineté internationale du Togo et du Benin, les Très Hautes Autorités des deux pays de la communauté, convaincues qu’une Nation ne peut prétendre au développement sans accès à une énergie de qualité et à moindre coût, et conscientes de la faiblesse des disponibilités en ressources énergétiques de leurs pays pris séparément, ont très tôt compris la nécessité de se mettre ensemble et d’entreprendre des actions communes pour le développement et l’exploitation de leurs ressources énergétiques. C’est dans ce but qu’a été créée le 27 juillet 1968 la Communauté Electrique du Bénin (CEB) par l’accord international instituant le code Bénino-Togolais de l’électricité. Cet accord a pour fondement la traduction de la solidarité d’intérêt entre le Bénin et le Togo par une politique concertée dans le secteur de l’électricité en vue d’un développement rapide et harmonieux de leurs économies respectives.

Ces états ont, à travers la création de la Communauté Electrique du Bénin (CEB), concrétisé cette solidarité et sont persuadés qu'elle doit se traduire par une politique

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Déroulement du stage

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concertée de la recherche de ressources de production et de transport de l'énergie électrique des deux Etats.

I.2- Missions

Organisme international à caractère public, la CEB est dotée d’une autonomie de gestion. Elle a pour mission principale :

 Gérer la production et le transport de l'énergie électrique sur le territoire des deux Etats. Avec l'évolution actuelle du secteur de l'énergie électrique, le Code bénino-togolais de l'électricité a été révisé le 23 décembre 2003. Cette réforme a permis l'ouverture du secteur de l'énergie aux Producteurs Indépendants (PI). A partir de cet instant, la CEB n'a plus le monopole de la production de l'énergie électrique ;

 réaliser et exploiter selon les règles appliquées par les sociétés industrielles et commerciales, les installations de transport de l'énergie électrique sur l'ensemble des territoires des deux Etats en qualité de transporteur exclusif.

En outre, elle reçoit les privilèges d'acheteur unique pour les besoins des deux Etats.

I.3- Objectifs

L’objectif général du projet de la CEB est l’utilisation optimale de la production d’énergie électrique au niveau des deux pays et l’importation en provenance d’autres pays comme le Nigeria, le Ghana et la cote d’Ivoire aujourd’hui. Les objectifs spécifiques sont :

 Accroitre la sécurité d’alimentation et la qualité de l’énergie fournie au réseau de distribution du Bénin et du Togo ;

 être le moteur de la sous-région par la fourniture de l’énergie électrique de qualité, en quantité suffisante à moindre coût aux populations et aux entreprises des Etats de la communauté : le Bénin et le Togo ;

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Déroulement du stage

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 mettre en commun des ressources énergétiques régionales pour une meilleure coopération interétatique ;

La Communauté Electrique du Benin (CEB) a pour vision de devenir leader dans la mise en commun des ressources énergétiques régionales et demeurer un modèle de coopération Sud-Sud.

CHAPITRE : II

PRESENTATION DE LA CENTRALE HYDROELECTRIQUE DE NANGBETO

II.1-Introduction

La Centrale hydroélectrique de Nangbéto est une unité de production d’énergie électrique de la Communauté Électrique du Bénin (CEB). Elle a été créée pour mettre en valeur le potentiel hydroélectrique et hydro agricole du fleuve Mono. Dans ce chapitre, nous allons présenter brièvement la centrale hydro-électrique de Nangbéto.

II.2-Historique

Le fleuve Mono, propriété commune des deux Etats Béninois et Togolais a révélé d’énormes potentialités pouvant permettre le développement de ces derniers. Le site de l’aménagement du barrage hydroélectrique de Nangbéto a été découvert par le Service Fédéral de l’Afrique de l’Ouest (AOF) en 1947 par un ingénieur hydraulicien du nom de MAX. L’intérêt suscité par les potentialités de ce patrimoine commun aux deux Etats a conduit les deux chefs d’Etat d’alors (Béninois et Togolais) à envisager la construction de l’aménagement pour diverses raisons :

 La production de l’énergie électrique (raison principale) ;

 l’irrigation de 43000 ha de terre ;

 la promotion de la pêche.

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Déroulement du stage

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Les études de faisabilité ont été réalisées en 1979 par un consortium d’ingénieurs conseils Franco-suisse (SOGREAH - ELECTROWATT). Les travaux de construction ont débuté en 1984 pour être achevé en Septembre 1987. Le 17 Septembre de la même année marque le début de l’exploitation industrielle de la centrale. Le barrage a été inauguré le 05 Mai 1988 par les Généraux Mathieu KEREKOU et Gnassingbé EYADEMA, tous anciens présidents respectivement du Bénin et du Togo.

II.3- Situation géographique

L’aménagement hydroélectrique de Nangbéto au Togo est un village riverain du fleuve Mono. Il est situé à environ 45km de la ville d’Atakpamé dans la préfecture de l’Ogou (région des plateaux) ; soit 210 km au Nord Est de Lomé. Elle est accessible depuis Lomé en prenant par la route nationale menant au nord du pays sur une distance de 165km qui mène vers la ville d’Atakpamé. Une piste rurale de 45 km relie cette ville aux villages d’Akparé puis Nangbéto où le radier permet le franchissement du fleuve en étiage.

II.5- Constitution de l’aménagement

L’aménagement hydroélectrique de Nangbéto est essentiellement composé de :

 un barrage qui comprend un ouvrage en béton et des digues ;

 une centrale hydroélectrique ;

 un poste d’interconnexion ;

 un bloc administratif ;

 un magasin pour le stockage des pièces de rechange ;

 un garage mécanique automobile pour l’entretien du matériel roulant de l’aménagement ;

 trois cités pour l’hébergement du personnel ;

 une infirmerie pour les premiers soins ;

 une école (maternelle et cours primaires) ;

 un bloc hôtelier pour accueillir les agents CEB en mission, les touristes et les

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Déroulement du stage

---

Principe de la production de l’énergie

L'eau s'accumule sur un barrage et forme un lac de retenue car le barrage s'oppose à l'écoulement naturel de l'eau. Il se crée alors une énergie potentielle permettant de donner une force de chute à l’eau. Au démarrage des groupes de production, l’eau s'engouffre dans de longs tuyaux appelés conduites forcées lorsque les vannes dites de garde sont ouvertes. Cette eau est ensuite conduite vers la centrale hydraulique située en contrebas. L’énergie potentielle est alors transformée en énergie cinétique .La force de l'eau fait tourner une turbine, ici une turbine Kaplan qui transforme l’énergie cinétique en énergie mécanique. La turbine transmet son énergie à un alternateur qui après 95% de sa vitesse nominale reçoit une tension extérieure continue aux bornes de l’enroulement de son rotor. Le rotor tourné à plus de 95% de sa vitesse nominale et excité crée un champ magnétique variable (la loi de LAPLACE). Les enroulements du stator balayés par ce champ magnétique variable produisent à leurs bornes une tension électrique alternative (la loi de FARADAY E=

LΔφ /ΔT. L'eau turbinée qui a perdu de son énergie est rejetée dans le cours d'eau par un canal de fuite. La tension produite par l'alternateur est élevée à l'aide d'un transformateur de puissance. L'électricité est ensuite transportée par les lignes à haute et très haute tension.

La Cette centrale se met en marche selon un programme prédéfini qui lui est propre et qui dépend des besoins en électricité figure II-1 montre la coupe d’une Centrale hydroélectrique.

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Déroulement du stage

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Figures II-1 : Coupe d’une Centrale Hydroélectrique

Légende : A- Réservoir

B- Substrat rocheux

C- Canal d’écoulement de l’eau (Transformation de l’énergie potentiel en énergie cinétique)

D- Canal d’évacuation de l’eau

E- Turbine (Transformation de l’énergie cinétique en énergie mécanique) F- Générateur (Transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique) G- Centrale électrique

H- Transformateur I - Lignes haute tension

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Déroulement du stage

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CHAPITRE : III

DEROULEMENT DU STAGE

Au cours de notre stage, nous avons parcouru toutes les divisions du service entretien de la centrale. Ce Service est composé de trois Divisions d’entretien. Il s’occupe des entretiens curatifs et préventifs de tous les équipements de l’aménagement.

III.1-Division Entretien Génie Civil (DEGC)

Notre passage dans cette division nous a permis de découvrir les équipements dont elle s’occupe tel que la digue principale, les deux digues latérales, la retenue, les prises d’eau usinières, la restitution.

Nous avons participé à l’auscultation et à l’inspection visuelle du barrage.

Hormis les travaux exécutés sur le barrage, la Division Génie Civile s’occupe des tâches de maçonnerie, menuiserie, plomberie et de peinture dans l’aménagement.

III.2- Division Entretien Mécanique (DEM)

Dans la Division Entretien Mécanique, nous avons fait la connaissance des équipements dont elle s’occupe tels que le bac à huile, les pompes exhaures, les pompes eau brute, les compresseurs hautes pressions (HP) et basses pressions (BP) etc…

Nous avons participé à quelques travaux de maintenances préventives et curatives.

Cette Division bien organisée comme les autres suit un planning d’entretien préventif appelé MECEP.

III.3- Division Entretien Electricité (DEE)

Au cours de notre stage à la Division Entretien Electricité, nous avons découvert les équipements sur lesquels intervient cette dernière tels que les transformateurs, l’alternateur, la centrale de climatisation, le poste Haute Tension (HTB), les pompes,

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Déroulement du stage

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la station de potabilisation, les batteries 48 et 127V, la régulation de tension, les locaux des régulations de vitesse et de tension et la salle des relais (relayage), etc.

Nous avons, pendant le temps passé dans la Division Electricité, participé à plusieurs entretiens. Ces divers travaux se sont déroulés sur des équipements comme la station de traitement d’eau potable et les groupes de production de la centrale.

Au niveau de la station de traitement d’eau, l’entretien se fait chaque mardi. Pour se faire, on arrête le traitement de l’eau puis à l’aide de brosse on lave tous les compartiments de traitement de l’eau. On purge les impuretés qui se sont stationnées au niveau des tuyauteries. Enfin, on nettoie l’intérieur des filtres avec de l’eau sous pression. Le mélange des produits de floculation sont vérifiés suivant le dosage qu’il faut. Le bac du chlore est aussi vérifié.

L’entretien des groupes et vannes de garde se fait semestriellement et suit une procédure bien définie.

Les travaux de dépannage :

 défaut lié au manque de pression du gaz SF6 sur le pôle A du disjoncteur de la ligne Momé-hagou. Ce défaut n’est rien d’autre qu’une fuite de gaz de la chambre de coupure du pôle. Nous l’avons corrigé en complétant le gaz tout en utilisant du téflon lors du serrage pour renforcer l’étanchéité ;

 le bandage manuel du disjoncteur tripolaire à commande tripolaire du groupe N°1 (TRG1-DJ). Nous avons effectué ce bandage manuel suite à une panne sur le moteur de bandage qui est défaillant et qui n’assure plus sa fonction.

Salle des relais

 dans la salle des relais, nous avons assisté à la dépose (débâclage et démontage) de l’ancien Synchro coupleur qui après diagnostic et investigation a révélé un défaut interne qui l’a planté.

 Nous avons également assisté à la pose d’un nouveau synchro coupleur.

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Déroulement du stage

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III.4- CONCLUSION

Dans cette partie de notre document, nous avons présenté notre lieu de stage ainsi que nos travaux effectués au cours de ce stage ce qui nous a permis d’avoir une idée générale de la centrale hydroélectrique et de découvrir l’univers de la production hydroélectrique. Ce stage pratique a été pour nous une grande opportunité de mieux comprendre les techniques de dépannage des installations électriques, hydrauliques et pneumatiques. Il nous a également permis de découvrir la Méthode de Contrôle et d’Entretien Préparé (MECEP) qui est une méthode de maintenance appliquée à la Centrale Hydroélectrique de Nangbéto.

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Travaux de Fin d’Etude

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DEUXIEME PARTIE

TRAVAUX DE FIN D’ETUDE : NUMERISATION DU SYSTEME DE

CONTROLE COMMANDE DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU

POTABLE DE NANGBETO

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Cahier de charge

--- Problématique

La potabilisation assurant la distribution d’eau potable au personnel de la centrale se trouve dans un état de vieillissement total. Cette même eau est aussi utilisée dans la centrale de production pour divers besoins. Le rôle que joue cette station s’avère très important et il va falloir veiller efficacement à son suivi et à la maintenance des équipements durant tout son cycle de vie. Le système actuel de la potabilisation présente quelques difficultés au point où le pilotage en mode automatique de certains organes ne se fait plus. En exemple nous avons le système de distribution qui ne marche plus en mode automatique. Le dysfonctionnement présenté par le système actuel, est surtout dû à certaines défaillances. Défaillances subies à cause de l’indisponibilité des pièces de rechanges, la vieillesse des organes et la marche en continu des équipements dû à la défectuosité du système automatique et du suppresseur. Tout le système de traitement d’eau est actuellement dans un état de vieillerie totale ou la rouille règne en maître sur tous les organes. Nous retenons en résumé, pour le système de la potabilisation, les insuffisances suivantes :

 L’obsolescence de l’automatisme (vieillissement des relais) ;

 état de vieillissement et de rouille avancé;

 non disponibilité de pièces de rechange ;

 technologique utilisée encombrante ;

 fréquence de pannes et difficulté de dépannage etc….

Au regard de tout ce qui précède :

Une étude minutieuse du système existant s’avère nécessaire pour une proposition de solution à ces insuffisances ;

Ne pouvons-nous pas améliorer cet automatisme de contrôle commande en remplaçant les relais qui l’accompagnent par un système numérique pour une meilleure exploitation ?

Dans le but de répondre à cette problématique, nous avons jugé qu’une réhabilitation de tout le système s’avère nécessaire ; ce qui a suscité en nous des réflexions d’où

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Cahier de charge

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le thème : « numérisation du système de contrôle commande de la station de traitement d’eau potable de Nangbéto par un API ».

Cahier de charge

Notre travail de fin d’étude vise à résoudre un problème de grande importance à Nangbéto et a pour objectif de :

Réaliser un système automatisé répondant aux mêmes besoins que l’actuel tout en réduisant la fréquence des défaillances et en permettant son évolutivité en cas de nécessité ;

 augmenter la fiabilité c'est-à-dire, diminuer les fréquences de dysfonctionnement et d’intervention corrective sur les équipements de la potabilisation de la centrale hydroélectrique de Nangbéto ;

 améliorer la maintenabilité c'est-à-dire améliorer l’accessibilité des éléments à risques de défaillances ;

 améliorer les actions de maintenance afin d’accroitre la disponibilité en quantité et en qualité de l’eau potable pour le personnel ;

 une surveillance plus efficace de tout le système de potabilisation depuis le bureau de la potabilisation ;

 être au pas de l’évolution de la technologie.

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Etude du système de traitement d’eau potable existant

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CHAPITRE : IV

ETUDE DU SYTEME DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE Introduction

L'eau potable est un enjeu majeur de développement durable. L’accès à une eau qui peut être consommée par l'homme, sans risques pour sa santé est primordial. Sa survie en dépend.

Toutes les eaux douces présentes dans la nature, sous forme de rivières, lacs, cours d'eau ou nappes phréatiques ne sont pas forcément potables pour l'homme. Une eau d'apparence claire peut transporter des substances inertes et vivantes, dont certaines peuvent être dangereuses pour l'homme. Ces substances ont plusieurs provenances :

 le milieu physique d'origine de l'eau ;

 les rejets polluants des activités humaines dans lesquels l'eau a évoluée.

L'eau doit donc subir un traitement avant d'être consommée.

Les bactéries et virus ne doivent pas figurer dans l'eau, et les nitrates, pesticides, phosphates, métaux lourds ou hydrocarbures doivent avoir une faible concentration, qui ne présente pas de risques pour la santé et d’éviter des maladies hydriques comme :

 la schistosomiase, qui est une maladie hydrique considérée comme la deuxième infection parasitaire après le paludisme

 les amibes, qui provoquent de fortes diarrhées entraînant une déshydratation qui peut s'avérer mortelle

 la fièvre typhoïde, qui provoque des troubles digestifs et de fortes fièvres

 la bilharziose, responsable de troubles du foie, des intestins et de la vessie, dues à un petit ver qui se développe dans les eaux stagnantes

 le trachome, qui est une maladie infectieuse des yeux qui peut provoquer une cécité après des infections répétées.

C’est pour ces diverses raisons que la station de traitement d’eau potable de Nangbéto à été installée.

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Etude du système de traitement d’eau potable existant

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IV-1- Présentation et description du système

La Centrale de Nangbéto ne possède pas que des équipements électriques, mécaniques et génie-civil, a également d’autres équipements dont une station de traitement d’eau potable appelée "potabilisationʺ. Cette station installée dans l’aménagement, joue un rôle primordial dans la vie quotidienne du personnel résidant sur le site.

Dans cette partie du document, nous décrirons de manière exhaustive le système de fonctionnement de la station. Nous présenterons ensuite la méthodologie que nous avions adoptée lors de la réalisation de notre travail.

IV.1.1-Présentation de la station de traitement d’eau potable

Cas de Nangbéto :

La chaîne de traitement est composée de :

 Citerne d’eau brute (recueil de l’eau brute venant du fleuve mono) ;

 bac de décantation ;

 filtres sous pression à sable ;

 citerne d’eau potable.

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Figure IV.1 Plan de la station de traitement d’eau potable de Nangbéto

IV.1.2-Description générale du système

Le système comprend trois étapes à savoir : la décantation, la filtration et la distribution.

La décantation

:

Elle se fait en trois étapes en passant par trois compartiments distincts.

L’eau du fleuve descend dans le bac par gravitation depuis une citerne d’eau brute dans un compartiment mu d’un moteur mélangeur. Des solutions de nalco et sulfate y sont injectées pour former des flocons (agglomération de la boue et autres éléments organiques contenus dans l’eau).

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Figure IV.2- Compartiment 1 recevant l’eau brute (floculation)

Compartiment dans lequel l’eau passe à travers des grilles en forme de nid d’abeilles pour retenir les flocons formés par coagulation.

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Ce réservoir est équipé de deux motopompes qui évacuent l’eau vers les filtres de sable

Figure IV.4- compartiment eau décantée

La filtration :

L’eau provenant du réservoir d’eau décantée passe à travers des filtres à sable qui retiennent les particules encore présentes dans l’eau après le bac de décantation..Après cette étape, l’eau est renvoyée dans une citerne d’eau potable.

Figure IV.5- Filtres de sable

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C’est le procédé le plus utilisé dans le domaine de traitement d’eau potable. Elle consiste à injecter dans l’eau de la citerne d’eau potable du chlore pour rendre l’eau saine.

La distribution :

L’eau provenant des filtres est stockée dans une citerne dans laquelle on injecte du chlore pour la désinfection.

Après ce processus, l’eau potable emprunte des canalisations en PVC servies par des pompes.

Dans la suite, nous décrirons l’ensemble du fonctionnement du circuit électrique des moteurs de décantation et de distribution

IV.2-Description des modes de fonctionnement du système

Décantation :

La décantation dispose de deux pompes munies chacune d’un moteur asynchrone triphasé à cage à démarrage étoile triangle. Le fonctionnement des pompes se fait en deux modes (mode automatique et manuel).

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Figure IV.7- Circuit de commande

Mode automatique :

La commande des pompes de décantation se fait par fermeture des capteurs. Les pompes ne démarrent ou ne s’arrêtent après fermeture ou ouverture de l’un des capteurs de niveau (niveau haut ou bas) installé dans le bac d’eau décantée (K05 et K04). La mise en marche et l’arrêt en auto des pompes doseuses et de l’agitateur sont conditionnés par une sonde de niveau haut et bas installée dans le bac d’eau décantée qui caractérise l’ouverture et la fermeture de la vanne eau brute. Précisons que le fonctionnement automatique des pompes ne marche plus.

Mode Manuel :

La mise en marche des pompes se fait grâce à un commutateur à deux positions après sélection de choix de priorité des pompes par Q3.

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Figure IV.8- Armoire électrique de commande

Distribution :

Disposant de trois pompes, le circuit électrique de distribution est composé d’une armoire électrique et de plusieurs d’autres appareils électriques. L’armoire fournie l’énergie nécessaire pour l’alimentation des voyants lumineux, des contacteurs, des capteurs de niveau et aux moteurs électriques des pompes de distribution. Cette alimentation est desservie au système à travers des sectionneurs à fusible

Commutateur mode manuel Commutateur

Q3

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Les moteurs sont à démarrage étoile-triangle et sont de types asynchrones triphasés à cage d’écureuil. La protection est assurée par des relais thermiqueset les dispositifs de contrôle (tension et état de fonctionnement des moteurs).Ils disposent de deux modes de fonctionnement (Automatique et Manuel).

Le fonctionnement manuel se fait à l’aide d’un commutateur installé sur la face avant de l’armoire de commande. La marche automatique se fait grâce à des sondes de niveau (bas ; très bas ou haut ; très haut) qui selon le cas démarre ou arrête les moteurs.

Figure IV.10- Circuit de puissance

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Figure IV.11- Circuit de commande

Tableau illustrant les caractéristiques des moteurs du système

Désignation Rôle Puissance

(kW)

Vitesse de rotation

Cos phi

I (A) U (V)

Pompes de décantation

Refoulement d’eau vers les filtres

15 2920 0,91 25,3 380/660

Pompes de distribution

Ravitaillement des canalisations

d’eau potable 7.5 2930 0,88 14,9/8,6 380/660

Tableau IV.1- Caractéristiques des divers moteurs de la potabilisation

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Conclusion

Dans un souci majeur de modernisation, il nous a été confié, la tâche de remplacer le système actuel de commande de la potabilisation par un autre, plus évolutif, qui permettrait la disparition des insuffisances précitées.

Comme susmentionné, nous avons décrit le système de pilotage de l’ensemble du système de potabilisation. Mais avant de passer au travail qui nous a été demandé, nous parlerons des généralités sur les systèmes automatisés.

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Modernisation du système de traitement d’eau potable par

Automate Programmable Industriel

API

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CHAPITRE : V

NUMERISATION DU SYSTEME CONTROLE COMMANDE DE LA STATION DE TRAITEMENT D’EAU POTABLE PAR

« API »

V.1- Introduction

La flexibilité et l’évolution des Systèmes Automatisés de Production (SAP) sont déjà des priorités dans tous les domaines de la production. Les armoires électriques câblées, les méthodes dépassées et inapplicables en milieu industriel et les solutions empiriques utilisées sur le terrain pénalisent fortement la rentabilité des sites de production.

Au même moment, un outil étrange et mystérieux fait son apparition sur le marché:

l’automate. Il rend possible la réalisation d’Automatismes et ouvre des perspectives immenses. A cause des expériences malheureuses rencontrées dans les automatismes câblés, les industriels souhaitent mettre au point et utilisent une méthode de spécification des Systèmes Automatisés de Production. Diverses études sont entreprises dans le but d’appliquer cette spécification au cycle de marche des pompes de traitement d’eau potable de la Centrale Hydroélectrique de Nangbéto.

Dans ce chapitre, nous ferons dans un premier temps une étude générale sur les API, puis l’élaboration du système de commande du cycle de marche des pompes à l’aide d’un API.

V.2- Technologies d’automatisme [2]

Pour ce qui concerne la partie commande d’un automatisme, le concepteur a le choix entre deux familles de solutions : la logique câblée et la logique programmée.

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API

--- V.2.1- Logique câblée

L’automatisme est obtenu en reliant entre eux les différents constituants de base ou fonctions logiques par câblage. La logique câblée correspond à un traitement parallèle de l’information. Plusieurs constituants peuvent être sollicités simultanément. Elle est étudiée et réalisée une fois pour toute sur un schéma donné et les fonctions sont réalisées par voie matérielle. Elle exige un grand nombre de composants et rend les montages encombrants et chers. Enfin, elle n’offre guère de souplesse : la durée des études pour réaliser un montage donné (et donc pour le modifier le cas échéant) est longue.

Les technologies câblées souffrent donc des difficultés parmi lesquelles :

 leur encombrement (volume et poids) ;

 la difficulté de maitriser des problèmes complexes ;

 le coût de réutilisation des composants ;

 la complexité de recherche des pannes et donc de dépannage.

V.2.2- Logique programmée

Elle correspond à une démarche séquentielle : seule une opération élémentaire est exécutée à la fois, c’est un traitement série. Le schéma électrique est transcrit en une suite d’instructions qui constitue le programme. En cas de modification des équations avec les mêmes accessoires, l’installation ne comporte aucune modification de câblage ; seul le jeu d’instructions est modifié. Si un circuit est réalisé en logique programmée, il utilisera moins de composants puisque ceux-ci réalisent directement les fonctions logiques désirées. Un circuit ayant moins de composants sera habituellement moins couteux à concevoir, réaliser et distribuer. La réduction du nombre de composants électroniques tend aussi à augmenter la fiabilité des circuits et à réduire la consommation énergétique.

En ce qui concerne les API, les avantages sont multiples :

 l’API est indépendant du procédé ; il est facilement réutilisable ;

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API

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 la maintenance préventive et curative des systèmes est simplifiée ;

 il présente une grande souplesse de mise en œuvre et d’adaptation ;

 sa compacité conduit à une économie de place et à une fiabilité accrue ;

 il facilite la documentation des applications, donc de leur maintenance ;

 il est bien adapté à la surveillance en ligne du fonctionnement de la loi de commande : visualisation des entrées /sorties, des traitements logiques ;

 il est manipulable par un personnel de qualification moyenne et non informaticien ;

 les frais d’études de programmation, de test et de mise en route sont en général et pour les systèmes simples, réduits afin d’autorisé la simulation du procédé.

V.3- L’automate programmable industriel [1]

L'Automate Programmable Industriel (API) est un appareil électronique programmable, adapté à l'environnement industriel, qui réalise des fonctions d'automatisme pour assurer la commande des pré-actionneurs à partir d'informations analogiques ou numériques. Il comporte une mémoire programmable par un utilisateur automaticien à l’aide d’un langage adapté, pour le stockage interne des instructions composant les fonctions d’automatisme, par exemple :

 Les logiques séquentielle et combinatoire ;

 la temporisation ;

 le comptage, le décomptage, la comparaison ;

 le calcul arithmétique ;

 le réglage, l’asservissement, la régulation etc.

V.3.1- Avantages

L’utilisation des API offre plusieurs avantages notamment :

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API

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La facilité de leur emploi par des personnes non qualifiées en informatique, grâce à des langages de programmation de type langage à contacts (LADDER), GRAFCET, etc.

Plus puissant et plus rapide, il permet de réaliser plusieurs tâches à la fois mais à une vitesse surprenante ;

Il est autonome et une fois le programme implanté et mise en marche, il est capable de fonctionner tout seul.

V.3.2- Inconvenants

Cependant il existe quelques inconvénients plus ou moins négligeables de l'automate comme :

 Le coût élevé du matériel, principalement avec les systèmes automatiques ;

 le blocage du système (système planté) peut engendrer quelques incidents (survient très rarement) ;

 la suppression d’emplois.

V.3.3- Architecture des automates [1]

Les automates peuvent être de type compact ou modulaire.

De type compact, Il intègre le processeur, l'alimentation, les entrées et les sorties.

Selon les modèles et les fabricants, il pourra réaliser certaines fonctions supplémentaires (comptage rapide, E/S analogiques ...) et recevoir des extensions en nombre limité. Ces automates, de fonctionnement simple, sont généralement destinés à la commande de petits automatismes.

De type modulaire, le processeur, l'alimentation et les interfaces d'entrées / sorties résident dans des unités séparées (modules) et sont fixées sur un ou plusieurs racks contenant le "fond de panier" (bus plus connecteurs).Ces automates sont intégrés dans les automatismes complexes où puissance, capacité de traitement et flexibilité sont nécessaires.

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Quelle que soit leur marque, et malgré l’amélioration des performances, les automates programmables sont identiques du point de vue de leur architecture de base. La figure ci-dessous nous montre la structure.

Figure V.1-structure interne d’un API

Le Module d'alimentation assure la distribution d'énergie aux différents modules. Il élabore à partir d’une tension alternative (110 V ou 220 V) ou d’une source continue (24 V ou 48 V), les tensions internes distribuées aux autres modules de l’automate. Il comporte des dispositifs de sécurité pour la détection de baisse ou de coupure de la tension du réseau et la surveillance des tensions internes. En cas de défauts, ces dispositifs peuvent lancer une procédure prioritaire de sauvegarde.

Module processeur, à base d’un microprocesseur, il réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et de traitement numérique (transfert, comptage, temporisation ...). il permet aussi la gestion des entrées et sorties, la surveillance et le diagnostic de l’automate par une série de tests lancés à la mise sous tension ou en cours de fonctionnement.

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Mémoires : Elles permettent de stocker le système d'exploitation (ROM ou PROM), le programme (EEPROM) et les données système lors du fonctionnement (RAM).

Cette dernière est généralement secourue par pile ou batterie. On peut, en règle générale, augmenter la capacité mémoire par adjonction de barrettes mémoires type PCMCIA.

Interfaces d'entrées / sorties :

Interface d'entrée : elle permet de recevoir les informations du S.A.P. ou du pupitre et de mettre en forme (filtrage, amplification ...) ce signal tout en l'isolant électriquement.

Interface de sortie : elle permet de commander les divers pré-actionneurs et éléments de signalisation du S.A.P. tout en assurant l'isolement électrique.

V.3.3.1- Nature des informations traitées par les API

Les informations peuvent être de type :

 tout ou rien (T.O.R.) : l’information ne peut prendre que deux états (vrai/faux, 0 ou1…) ; c’est le type d’information délivrée par un détecteur, un bouton poussoir … ;

 analogique : l’information est continue et peut prendre une valeur comprise dans une plage bien déterminée ; c’est le type d’information délivrée par un capteur (pression, température…) ;

 numérique : l’information contenue dans des mots codés sous forme binaire ou bien hexadécimale ; c’est le type d’information délivrée par un ordinateur ou un module intelligent.

Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire illustré à la figure ci-après.

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Figure.2- Fonctionnement d’un automate

Traitement interne : L'automate effectue des opérations de contrôle et met à jour certains paramètres systèmes (détection des passages en RUN / STOP, mises à jour des valeurs de l'horodateur, ...).

Lecture des entrées : L'automate lit les entrées (de façon synchrone) et les recopie dans la mémoire image des entrées.

Exécution du programme : L’automate exécute le programme instruction par instruction et écrit les sorties dans la mémoire image des sorties.

Ecriture des sorties : L'automate bascule les différentes sorties (de façon synchrone) aux positions définies dans la mémoire image des sorties.

V.4- Critères de choix d’un API [5]

Les compétences et expériences de l’équipe d’automaticiens.

Les critères de choix d’un automate programmable industriel sont :

 la capacité de traitement du processeur (vitesse, mémoire, données, opérations...) ;

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Les fonctions de communication : l'automate doit pouvoir communiquer avec les autres systèmes de commande (API, supervision ...) et offrir des possibilités de communication avec des standards normalisés (Profibus, Modus TCP/IP…) ;

Les fonctions ou modules spéciaux : certaines cartes (commande d'axe, pesage...) permettront de « soulager » le processeur et devront offrir les caractéristiques souhaitées ;

V.5- Programmation des API

Les Automates Programmables Industriels doivent pouvoir être facilement utilisés par le personnel habitué aux techniques classiques d'automatisation et non qualifié en informatique. Ceci a conduit les constructeurs des API à concevoir des langages d'application spécialement adaptés à la réalisation d'automatisme.

Chaque automate se programme via une console de programmation propriétaire ou par un ordinateur équipé du logiciel constructeur spécifique.

Il existe deux types de langages de programmation des automates qui sont :

Les langages textuels décrivent en langage machine ou évolué, les différentes fonctions du système à automatiser. Nous citons

 IL Instruction List (liste d’instruction), est très proche du langage assembleur.

Il permet par exemple d’appeler des fonctions et des blocs fonction de façon conditionnelle ou inconditionnelle, de lancer des affectations set d’exécuter des sauts conditionnels ou inconditionnels au sein d’un programme à bas niveau ;

 ST, Structured Text (Texte structuré) qui est un langage textuel de haut niveau, particulièrement adapté à la programmation des fonctions arithmétiques complexes, la manipulation des tableaux et à la gestion des messages.

Les langages graphiques structurent le problème sous forme de schémas afin de faciliter la programmation. Nous disposons alors :

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 LD, LadderDiagram (Diagramme échelle) qui est essentiellement dédié à la programmation du schéma électrique. Le LadderDiagram encore appelé Langage à contact est basé sur un symbolisme très proche de celui utilisé pour les schémas de câblage des systèmes à contact ;

 du FBD, Function Block Diagram (Logigrammes) qui permet de programmer graphiquement à l’aide de blocs représentant des opérations (logiques et arithmétiques) oudes fonctions ;

 du SFC, SequentialFunction Chart (GRAFCET).Il permet la programmation aisée de tous les procédés séquentiels.

Nous voici à la fin de la description de notre outil de travail. A présent nous allons passer à l’élaboration du nouveau système.

VI- Présentation de la solution retenue

Dans les lignes qui suivront, nous présenterons la méthode adoptée pour la résolution du problème.

VI.1-Etude et élaboration du système de commande

De l’étude comparative faite plus haut, nous retenons la logique programmée en tant que type d’automatisation à utiliser dans la résolution du problème auquel nous sommes confrontés. Pour mener à bien notre travail, nous allons suivre la démarche d’une automatisation qui consiste à respecter l’ordre chronologique des étapes suivantes :

 la définition du cahier des charges ;

 le choix et configuration de l’API qui pilotera le système ;

 le choix du langage de programmation ;

 écriture du programme dans un langage approprié ;

 la mise en œuvre et le câblage de l’automate.

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Dans le souci de faciliter l’exploitation du cycle de marche des pompes de décantation et de distribution, nous avons prévu une interface pour permettre de commander le système.

VI.2- Bilan des entrées/sorties

En automatisme, les contacts en général (bouton poussoir, commutateurs, capteurs, etc.) représentent les entrées des automates et les contacteurs, les sorties. Après un décompte assez minutieux, nous retenons, pour le système à automatiser, un total de 122 entrées/sorties TOR (Tout Ou Rien) soient, 62 entrées et 60 sorties. Les tableaux VI.1 et VI.2 regroupent d’entrées du système et les tableaux VI.3 et VI.4 et regroupent les variables de sorties du système.

N° REPERES DESIGNATIONS

1 Q1 Commutateur de choix pompe 1

2 Q2 Commutateur de choix pompe 2

3 Q3 Commutateur de choix pompe 1-2

4 VDcy Vanne d’amenée d’eau brute

5 S1s Bouton poussoir marche agitateur sulfate

6 MCP1_AUTO Commutateur fonctionnement automatique pompe 1 7 MCP1_MANU Commutateur fonctionnement manuel pompe 1 8 MCP2_AUTO Commutateur fonctionnement automatique pompe 2 9 MCP2_MANU Commutateur fonctionnement manuel pompe 2 10 BParP1 Bouton poussoir arrêt urgence pompe 1

11 BParP2 Bouton poussoir arrêt urgence pompe 2 12 BPAP1 Bouton poussoir arrêt pompe 1

13 BPAP2 Bouton poussoir arrêt pompe 2 14 BPMP1 Bouton poussoir marche pompe 1