Etude du fonctionnement et l'élaboration d'un plan de maintenance préventive et curative du groupe électrogène de la centrale thermique de Jijel.

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Introduction générale

Table des matières

Chapitre 1 : Etude et description du groupe électrogène

1.1. Présentation de la centrale thermique de Jijel 1 . 1 . 1 . Introduction

1.1.2. La centrale thermique de Jijel et ces organes principaux Les auxiliaires

Les groupes

1.1.3 . Principe de fonctionnement de la centrale 1.2. Etude du groupe électrogène de la centrale 1.2.1. Généralités su les groupes électrogènes

1.2.1.1. Définition

1.2.1.2. Types des groupes électrogènes 1.2.1.2.1. Les groupes mobiles 1.2.1.2.2. Les groupes fixes

1.2.1.3. Principe de fonctionnement du groupe électrogène 1.2.2. Construction du groupe électrogène

1.2.2.1. Partie mécanique

1.2.2.1.1. Le moteu themique 1.2.2.1.2. Les principaux circuits 1.2.2.1.3. Le système de démarrage 1.2.2.2. Partie électrique

1.2.2.2.1. Composition de l'altemateu

1.2.2.2.2. Principe de fonctiomement de l'altemateu 1.2.2.3. Partie commande

1.2.2.3.1. Utilisation d'm groupe électrogène comme source principale d'énergie ... 18 1.2.2.3.2. Utilisation du groupe électrogène comme source d'appoint

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1.2.2.3.3 . Utilisation du groupe électrogène comme alimentation secours ... 19 1.3. Conclusion

Chapitre 2 : Généralités sur la maintenance

2.1. Généralités su la maintenance 2.1.1. Introduction

2.1.2. Les concepts de la maintenmce 2.1.2.1. La maintenance préventive 2.1.2.2. Maintenance préventive

2.1.3 . Outils d'amalyse de la maintenance ...

2.1.3 .1. Diagramme causes-effets (Ishikawa) 2.1.3.2. Q-Q-O-Q-C-P

2.1.3.3. Diagramme de Pareto (méthode ABC) 2.2. L'AMDEC

2.2.1. Introduction 2.2.2. Définition 2.2.3. Défaillance

2.2.3 .1. Définition

2.2.3.2. Les modes de déftillance 2.2.3.3. Les causes de dé£àillance 2.2.4. Les types de l'AMDEC 2.2.5. Les avantages de l'AMDEC 2.2.6. Apports et limites de l'AMDEC

2.2.6.1. Apports

2.2.7. Méthodologie de l'AMDEC 2.2.7.1. Etape 1 : Préparation de

2.2.8. L'analyse structurelle d'm système 2.3. Conclusion

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Chapitre 3 : Analyse et évaluation de l'état de maintenance du groupe électrogène par la méthode AMDEC

3 . 1 . Introduction

3.2. Analyse Descendante Structurelle (ADS) 3.3. Analyse des modes de défaillamce et leus effets 3.4. Evaluation de maintenance

3 .4.1. Définition des critères

3 .5. Elaboration d'un plan de maintenance 3.6. interprétation des résultats

Conclusion générale

Bibliographie

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Table de figures

Figure 1.1: Schéma de la centrale themique de Jijel Figure 1. 2: Schéma bloc de la centrale thermique Figure 1. 3: Groupe électrogène

Figure 1. 4: Groupe électrogène mobile Figure 1. 5: Groupe électrogène fixe

Figure 1. 6: Constitution d'un groupe électrogène Figure 1. 7: Moteu diesel d'un groupe électrogène Figure 1. 8: Circuit de lubrification d'un moteu diesel Figure 1. 9: Altemateu STAMFORD

Figure 1. 10: Constitution d'un altemateu

Figure 1.11 : Schéma équivalant d'un altemateu monophasé Figure 1. 12: Circuit d'un système d'excitation sans balais Figure 1.13: Module de contrôle et commande

Figure 1.14: Schéma du principe d'une alimentation secours

Figure 2.1 : Schéma descriptif du diagramme CAUSES-EFFETS Figure 2. 2: Diagramme de PARETO ou coube ABC

Figure 2. 3: Schéma descriptif de la décomposition d'un système

Figure 3.1: Schéma de l'ADS du groupe électrogène

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Liste des tableaux

Tableau 2. 1 : Modes de dé£rillances Tableau 2. 2: Causes de défàillances

Tableau 3. 1 : ADS de sous-système moteu diesel

Tab]eau 3. 2: ADS de sous-système moteu dieseM'artie fixe et mobile Tab]eau 3. 3: ADS de sous-système moteur diesel/circuit d'air

Tab]eau 3. 4: ADS de sous-système moteu diesel/circuit d'injection Tableau 3. 5: ADS de sous-système moteu diesel/circuit du lubrification Tableau 3. 6: ADS de sous-système moteu diesel/partie électrique Tab]eau 3. 7: ADS de sous-système altemateur

Tableau 3. 8: critères d'analyse

Tableau 3. 9: Les riveaux de la criticité

Tab]eau 3. 10: Evaluation de criticité de déffillance du sous-système moteu diesel ... 46 Tableau 3.11 : Evaluation de criticité de défrillances du sous-système moteu diesel/Partie fixe

et mobile

Tableau 3. 12: Evaluation de criticité de déftillances du sous-système moteu diesel/circuit Tableau 3. 13: EvalLmtion de criticité de défrillances du sous-système moteu diesel/circuit

d'injection

Tableau 3. 14: Evaluation de criticité de défrillances du sous-système moteu diesel/circuit du lubrification

Tab]eau 3. 15: Evaluation de criticité de défrillances du sous-système moteu diesel/partie électrique. .

Tableau 3.16: Evalmtion de criticité de défàillances du sous-système altemateu ... 53

Tableau 3.17: Elaboration d'un PMP du sous-système altemateu Tableau 3.18: Elaboration d' un PMP du sous-système moteu diesel

Tableau 3.19: Elaboration d'un PMpdu sous-système moteu diesel/Circuit d'alimentation en combustible..

Tab]eau 3.20: Elaboration d'un PMP du sous-système moteu diesel/partie fixe et mobile ... 57 Tableau 3.21: Elaboration d'un PMP du sous-système moteu diesel/partie électrique ... 58 Tableau 3.22: Elaboration d'un PMP du sous-système moteu diesel/système de

reftoidissement

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Introduction générale

Au fil du développement de la concurrence et de la course à la compétitivité, qui entraîne recherche de la qualité totale et surtout réduction des coûts, au fiir et à mesure de la complexification et de l'automatisation des processus de production, la maintenance est devenue une des fonctions stratégiques de l.entreprise. Loin d'être aujoud'hui stabilisée, elle évolue au gré de l'introduction de nouvelles méthodes de gestion, du développement technologique des outils de production, en particulier dans les domaines de la mesure et du contrôle de fonctionnement, de la systématisation progressive de l'usage des nomes et des procédues. . . L'ensemble de ces facteurs modifie non seulement les modes d'organisation de la fonction maintenance mais aussi les activités des techniciens et ouvriers qui opèrent dans ce champ.

Dans l'entreprise, la fonction « maintenance » consiste de moins en moins souvent à remettre en état 1'outil de travail mais de plus en plus fiéquemment à amticiper ses dysfonctionnements. L'arrêt ou le fonctionnement anormal de l'outil de production, et le non- respect des délais qui s'en suit, engendrent en effet des coûts que les entreprises ne sont plus en état de supporter. Elles ne peuvent plus attendre que la panne se produise pou y remédier mais doivent désomais s'organiser pou procéder aux diverses opérations qui pemettent de l'éviter. On est ainsi passé d'une « maintenance curative » à une « maintenance préventive », qui se traduit par la définition de plans d'actions et d'interventions su l'équipement, pam le remplaæment de certaines pièces en voie de dégradation afin d'en limiter l'usure, le graissage ou le nettoyage régulier de certains ensembles. Ces actions préventives étaient dans un premier temps effectuées de façon systématique selon des calendriers prédéfinis. Elles pemettaient effectivement d'anticiper les pannes, mais au prix d'un aloudissement important des coûts de maintenance. Grâce à l'évolution des technologies de diagnostic et de contrôle, en particulier des capteurs, une nouvelle maintenance se développe aujoud'hui. Elle utilise des techniques de prévision des pannes comme, par exemple la méthode AMDEC, cette méthode se veut une étude approfondie d'un système afin d'en déterminer les différents bris possibles, en déterminer les causes et évaluer l'impact su la production et la maintenance de l'usine ainsi que pou la sécurité des travailleurs. Elle pemet de proposer des ætions afin de corriger les problèmes de certaines machines. C'est à partir de cette étape que l'on peut frire de la maintenance préventive.

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C'est dans ce cadre qui eme notre présent travail qui consiste à l'application de la méthode d'amalyse AMDEC su un système (groupe électrogène) dont le but est de déterminer les causes et les pannes les plus probables et les plus critiques de système. Des résultats d'analyse qui vont nous permettre d'agir à temps et d'une façon efficace et convenable su notre système et éviter ainsi des temps d'aiTêt et de réparation non justifiés. Ce travail est composé de 3 chapitres :

Le premier chapitre est une description de notre système d'étude à savoir le groupe électrogène. A cette partie nous donnons son principe de fonctionnement ces organes et ensembles.

Dams le deuxième chapitne nous parlons de la maintenance ; ses aspects et ces méthodes. Les méthodes et techniques quantitatives et qualitatives d'évaluation de la maintenance sont données dans ce chapitre et leu tête la méthode objective d'étude de ce travail à savoir la méthode AMDEC.

Le dernier chapitre n'est qu'une application de la méthode d'analyse AMDEC su le groupe électrogène. Des résultats sont donnés dans des tableaux pou faciliter la tâche de consultation. A la fin des conclusions sont tirés et des recommamdations sont donnés.

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Chapitre 1 : Etude et description du groupe électrogène

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_Chapitre.l. : Etude et description du groupe électrogèi)e , _ 1.1. Présentation de la centmk thermique de Jije]

1.1.1. Introduction

L'énergie électriqie est indispensable dans notre vie quotidienne ainsi qie dans l'industrie. Les plus couants types de centrales pou produire l'électricité sont les centrales thermiqLœs et les centràles nucléaires. Ici à Jijel, on dispose d'une centrale thermique q+]i située à Achoum

Les centrales themiques à flamme sont capables de produire l'énergie rapidement, c'est pourquoi leur rôle principal est de répondre aux augmentations forcées soudaines de la consommation de l' électricité.

1.12. La centr.ale thermique de Jijel et ces organes principaux

La centràLe de Jijel est de type thennique, située au bord de la mer, elle est constituée de 3 groupes et d'auxiliaires communs :

Figure 1.1: Schéma de ]a centm]e thermique de JijeL

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Chapit].e 1 : Etude et descrip¢on du groupe é]ectrogène

• Les auxiliaires :

Sont les organes indispensables pou le bon fonctionnement d'une centrale :

1 - Entrée principale.

2-Cantine.

3-Bloc administratif.

4-Station de dessalement d' eau.

5-Atelier mécanique.

6-groupe diesel de secours.

7-Bâches fiiel.

8-Station de pompage ftiel

9-Station d ' électro lyseus.

10-Chaudières.

11 -Salle des machines.

12-Salle de commande.

13-Poste de détente gaz.

14-Chaudière auxiliaire.

15-Station de pompage.

16-Bâches d'eau.

17-Evacuation d'énergie.

18-Hangars.

19-Station de déminéralisation.

20-Station d'Air Comprimé.

21 -Bâches N2, H2, C02.

• Lesgroupes :

Un groupe est un ensemble d'équipements suivants : 1- La chaudière (générateu de vapeu).

2- La turbine (transmetteu de l'énergie themique cinétique en énergie mécamique).

3- L' altemateu (transmetteu de l'énergie mécanique en énergie électromagnétique) 4-Le transfoimateu.

5- Le poste d'eau (qui femie le cycle themodynamique).

6- La salle de commande principale (ou salle de contrôle).

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Chapitre 1 : Etude et description du groupe é]ectrogène 1.1.3. Principe de fonctionnement de la centrale

La centrale thermique à vapeu, comme son nom l'indique, utilise la vapeu d'eau comme élément moteu de la turbine, ainsi on aura besoin de très grandes quantités d'eau, d'où la nécessité de construire ce type de centrales au bord de la mer.

En premier temps la chaudière auxiliaire assure le vide (50 mbar) dans le condenseu facilitant la condensation et l'obtention d'une eau déminée.

Des pompes d'extraction refoulent cette eau vers les RBP (Réchauffeu Basse Pression) qui chauffe l'eau à partir de la vapeu de soutirage du CBP (Corps Basse Pression).

L'eau parvient ensuite dans le dégazeu pou éliminer les gaz 02 qui peuvent être dissoute dans l'eau, puis à la bâche alimentaire.

L'eau est refoulée vers les RHP (Réchauffeu Haute Pression) : thermiques chauffées par la vapeu de soutirage du Cln) grâce aux pompes d'alimentation. Les RBP et RHP servent à économiser du combustible dans la chaudière, et à gagner du temps pou vaporiser l'eau.

Après l'eau circule à travers l'économiseu, qui joue un double rôle, c'est un échangeu de chaleu, il chauffe l'eau davantage et reffoidirent les fimées, issues de la combustion à envoyer dans l'atmosphère.

À ce stade l'eau est à environs 330° C, elle entre dans le bàllon chaudière pou le remplir à un certain niveau, sous une pression de125 bars, et à partir duq

colonnes (grosse tuyauterie) qui amènent l'eau dans les tubes-écrans dans la température est à 1200° C, c'est ici que se passe l'évaporation d'eau.

La vapeu ainsi produite passera par les suchauffeurs pou être séclï d'aller vers la turbine CHP.

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La vapeu est progressivement détendue dans la turbine (CHP) et passe à travers me série de roues équipées d'ailettes, ce qui entraîne la rotation de la turbine (3000 tr/min).

La vapeu n'a pas transmis toute son énergie themique dans le CHP, donc elle est renvoyée vers la chaudière pou y être resuchauffée.

Après le résuchauffage la vapeu passe ensuite au CMP.

Ensuite elle est ramenée au CBP, au fiir et à mesure de la détente, la pression de la vapeu diminue. Pou récupérer le maximum d'énergie mécanique, les ailettes des trois corps de

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Chapitre 1 : Etude et df§cription du groupe é]ectrogène

la tubine (CIIP, CMP et CBP) ont une taille inversement proportiomelle à la pression (c.-à-d.

plus la pression diminue, plus leurs tailles augmentent).

À la fin de la détente, la vapeu s'échappe avec une pression de 50 mbar conduite vers le condenseu ou elle sera condensée et le cycle recommence.

La vapeu ftii t toumer une turbine qui entraîne à son tou un àLtemateu. Grâce à l'énergie foumie par la turbine, l'alternateu produit un courant électrique altematif.

Un transforinateu élève la tension du courant électrique produit par l'alternateu (15,75 kv au 220 kv) pou qu'elle puisse êtne plus facilement transportée dans les lignes à très haute et haute tension. [1]

Figure 1. 2: Schéma b]oc de ]a centta]e themique.

Le tubo-alternateu est le responsable principal de la production de l'énergie électrique.

En cas de sa panne, on utilise des moyens de secours comme les groupes électrogènes pou éviter l'arrêt de la production de l'énergie.

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__ Chap.itre 1 : Etude et dœcription dq groupe é]ectrogène

1.2. Etude du groupe é]ectrogène de la centra]e 1.2.1. Généralités sur les groupes é]ectrogènes 1.2.1.1. Définition

Un groupe électrogène est une machine capable de produire de l'électricité, en transfomant u) combustible en énergie mécanique grâce à un moteu themique, puis em énergie électrique grâce à un altemateur. n est une source de secoure pou pàllier aux déftillances du réseau de distribution ; comme il peut être la source permmente en cas d'une absence totale du réseau. 11 est particulièrement indispensable dans deux cas : lorsque le réseau électrique ne peut alimenter une zone ou lorsqu'un bâtiment a besoin d'êtne constamment alimenté en électricité et ne doit surtout pas en souffir d'une coupure même très courte exemple d'un hôpital. Le groupe électrogène fonctioime souvent de pair avec un système d'alimentation continue à batterie ou un dispositif inverseu de source d'énergie. Quel que soit le type du groupe électrogène, ce demier ne peut fonctionner sans un cambuant, le plus couramment utilisé est l'essence, le gasoil, le gaz natuel ou les groupes électrogènes sont généràlement constitués d'un moteu diesel vitesse accouplée à un àltemateu synchrone. [2]

Figure 1. 3: Groupe électrogène

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Çhap_i_tTç l : Etude et deacription du groupe électrogène . 1.2.1.2. Types des groupes électrogènes

Toujous selon le même principe, le groupe électrogène peut avoir deux types selon son usage :

12.12.1. Les groupes mobfles

Les groupes mobiles nécessitent d'êtne le plus compact possible et proposent des puissances domestiques (1 à 6 kw pou les portatift) jusqu'à 10kw maximum pou les déplaçables dams des tensions de courant standard 230 V monophasé et 400 V triphasé.

Le groupe électrogène d'appoint qui est utilisé en nomade pouvant être déplacé fàcilement dans ses diffi5rents usages. Ce groupe électrogène est portatif :

• Groupe électrogène de maison à usage multiple.

• Groupe électrogène de chantier (mobile). [3]

Figure 1. 4: Groupe é]ectrogène mobfle.

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Chapitre 1 : Etude et description+uu groupe électrogène 1.2.1.2.2. Les groupes fixes

Les groupes fixes peuvent être imposants pou proposer des tensions élevées, des puissances beaucoup plus importantes et embarquer des systèmes plus poussés.

On appréciera notamment le réchauffage pemament du moteur pou pouvoir démarrer à pleine puissance dès la mise en route sans délai de mise en température du moteu thermique, ainsi que le démarrage automatique avec une détection de panne secteur.

Le groupe électrogène fixe installé en secours de panne secteu dans des domaines sensibles Œôpitaux, stations militaires et opérationnelles) :

• Groupe élecdogène de maison (secous domestique),

• Groupe électrogène fixe industriel. [3]

Figure 1. 5: Groupe électrogène riie.

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12.13. Principe de fonctionnement du groupe électrogène

La production d'électricité par un groupe électrogène doit être autonome et ne njcessiter qi.un approvisionnement en carburant loin de toute source d'énergie. L'électricité est toujous produite par une génératriœ dynamo qui produit un courant continu ou altemateur qui produit du courant àLternatif. Pour produire le courant, cette génératice doit iecevoir un mouvement rotatif de son arbre d'entraînement. Ce moument est produit par un moteur themiq+]e essence, GPL ou diesel. [4]

1.2.2. Construction du groupe électrogène

Le groupe électrogène est constitué de trois grandes parties qui sont :

• La parie mécanique,

• La parie électrique,

• Lapartie commande.

Figure 1. 6: Constitution d'un groupe électrogène.

1.2.2.1. Partie mécanique

La partie mécanique est composé de plusieus éléments tels que : 1.2.2.1.1. Le moteur thermique [5]

Le moteu thermique est une machine mécanique à combustion inteme qui peut fonctiomer au gasoil, au fioul... etc. et dans laquelle l'énergie càlorifique obtenue par la combustion est convertie en énergie mécanique faisant toumer l'aŒ`bre du moteur.

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Chapitre 1 : Etude et description du groupe é]ectrogène

Figure 1. 7: Moteur diesel d'un groupe électrogène.

1.2.2.1.2. Les principaux circuits

1.2.2.1.2.1. Circuit d'alimentation en combustible

Le circuit d'alimentation en combustible a pou rôle d'amener à chaque cylindre une quamtité déterminée de combustible parfritement filtré, parffitement dosé sous haute pression, à ui moment précis et ce quelle que soient les conditions d'utilisation du moteur. 11 comprend entre autres :

1.2.2.1.2.1.1. Le réseNoir de carbumnt

Le réservoir de carburant assue un approvisionnement en carbumnt disponible et utilisable facilement au groupe électrogène, il est situé à l'intérieu du groupe et est contenu par le bâti.

1.2.2.1.2.1.2. Le pré filtre

Le pré filtre est monté en série entre le réservoir et la pompe d'alimentation ; son rôle est d'airêter les impuetés et d'éliminer l'eau, en suspension dans le gazole, par décamtation.

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____ Cbitre l : Etude et description dti groupe é]ectrogène ,.._

122.12.13. Le ffltne

Monté en série entre la pompe d'àlimentation et la pompe d'iiijection, son rôle est d'anêter les plus petites impuretés (2 à 3 microns) afin de protéger la pompe d'injection.

n fàut noter qu'il est absoluinent nécessaire de filtrer soigneusement le combustible avant son entrée dams le circuit haute pression car une impueté infime soitclle peut détériorer de fàçon irrémédiable la pompe d'iiùection et les injecteurs.

122.12.1.4. Pompe d'injection

La pompe d'iiÉection est l'élément phare du moteur diésel ; la pompe d'injection associée à un injecteu a pour fonction d'injecter dans chaque cylindre à la fin du temps d'adnrission, me quantité de gazole conespondant à la puissance demandée par l'utilisateu. Iæ choix du type de pompe d'iiïjection dépend en grande partie du nombre de cylindres.

122.122. Le cir'cuit de lubrification

Le système de lubrification du moteur a pour rôle de diminuer les résistances passives dues aLK fiottements des pièces en mouvement les unes par rapport aux autres en fàcilitant leur glissement. La lubrification fàvorise en outre le refioidissement des diflërents organes du moteur tout en assurant leu prppreté ; elle participe aussi à l'étanchéité de la chambre de combustion.

Toute àbsence de la lubrification, se traduit par une élévation de température de fiDttement q`ii provoq]e à long teme, le grippage de l'ensemble piston, bielle, vilebrequin.

Figure 1. 8: Circuit de ]ubrification d'un moteur diesel.

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Chapitre 1 : Etude et description du groupe électrogène 1.2.2.1.2.3. Refroidissement du moteur diése]

Le système de refioidissement du moteu a pou fonction :

• De dissiper le dégagement de chaleu.

• De maintenir les températures des différents orgames à des niveaux compatibles avec une résistance mécanique suffi sante.

Son rôle est donc essentiel pou la préservation du moteur.

• Le refroidissement par air

La technique la plus simple consiste à balayer les cylindres d'un fort courant d'air. 11 faut reconnaître que cette solution présente quelques avantages tel que :

Sa simplicité, aucune vanne, pas de pompe ni d'échangeu de température, un cout moindre.

• Le refroidissement par eau

Dans ce système, l'eau, chargée d'évacuer les calories du moteur, circule autou des cheminées et à l'intérieu des culasses

On peut distinguer deux systèmes de refi.oidissement par eau

• Le reffoidissement direct.

• Le refi.oidissement indirect.

1.2.2.1.3. Le système de démarrage

Le démarrage des moteurs diésel est assué par un démarreu. Pou mettre en marche le groupe propulseu, il est nécessaire de le frire toumer donc de vaincre les résistances engendrées par la compression et les ffottements. On utilise pou cela un moteu électrique auxiliaire de forte puissance engrenant directement su le volant moteur. L'axe du démaiTeu est prolongé par un pignon ; le volant moteu est muni d'une couronne.

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Chapitre 1 : Etude çl description du groupe électrogène 1.2.2.2. Partie électrique

Figure 1. 9: Altemateur STAnŒORD.

1.2.2.2.1. Composition de I'alternateur [6]

La partie électrique est essentiellement composée d'un àltemateu qui est un convertisseu électromécanique d'énergie dont le rôle est de produire l'énerde électrique sous fome alternative. Ce demier est constitué de deux grandes parties à savoir :

- Lerotor.

- Lestator.

• Lerotor:

Iæ rotor encore appelé indu;teu est la partie toumante d' un alternateu.

On distingue deux types de rotor :

• Le rotor à pôles lisse qui est plus utilisé dans la constmction des àLtemateurs de

centràles themique et de fàibles Figure 1. 10: Constitution d'un altemateur.

puissances (quelques dizaines de MW). 11

est construit long et de diamètre relativement fàible. Son moment d'inertie est ffible, ce

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Chapit].e l : Etude et description du groupe élœtrogène _

qui pemet une mise en vitesse rapide : on parie alors de turboaltemateurs. Le nombre de pair de pôles est P =1 ou P =2. Dans un réseau dont la fiéquence est 50Hz, les turboaltemateurs toument soit à 3000tr/min soit à 1500 tr/min.

• Le rotor à pôle saiuants qui est plus utilisé dans la constniction des alternateurs de centrales hydroélectrique et les grandes puissances (quelques centaines de MW) il est construit court mais de grand diamètre. Son moment d'inertie est grand, sa vitesse lente.

Le nombre de pôles peut être P =10, 20 ou plus.

• IJestator:

I,e stator encore appelé induit est la partie fixe de l'alternateu. Elle est constituée de plusieus emulements répartis dans les encoches du circuit magnétique statorique. Ce dernier est constitiri d'ui empilage de tôles dans lesquelles sont découpées des encoches parallèles à l'aKe de la machine. n est toujours couplé en étoile pou les raisons suivantes :

- Avoir un point neutre qui nous pemettra d'obtenir une tension simple et effëctuer la mise à 1 à terre du neutre.

- Supprimer les hamoniques de troisième rang pouvant provoquer les pertes supplémentaires et le déséquilibre de phases.

122.22. Principe de fonctionnement de l'alternateur

Pou produire l' énergie électrique à partir d'un altemateu, deux conditions doivent être remplies à savoir :

• L'excitation.

• L'entrainement mécanique.

Cette demière condition est assurée par la partie mécanique du groupe électrogène par conséquent nous attarderons sur la première condition.

• L'excitation d'un altemateur

L' excitation d'un alternateur consiste à alimenter son bobinage inducteu à partir d'une souce de tension continue. Ils existent plusieurs modes d' excitation d'un alternateu parmi lesquels nous avons :

• Excitation avec balais :

L'excitatrice principale fournit le courant d'excitation de l'inducteu, habituellement par l'intermédiaire du mécanisme balais-bagues. En régime nonnal, la tension générée est comprise

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Chapitre l : Etude etdescription du groupe é]ectrogène _

entre 125 V et 600 V. On peut la régler manuellement ou automatiquement en fàisant varier l'intensité du champ inducteu, c'estù-dire en agissant sur le courant d'excitation i provenant de l' excitatrice pilote. La puissance nominale de l'excitatrice principale dépend surtout de la cq?acité et de la vitesse de l'altemateu qu'elle alimente.

• Excitation sans balais :

Dans le mode d'excitation avec balais, on fàit face au problème d'usue des bàlais qui dégagent une poussière conductrice ; ceci nous oblige à effëctuer constamment des opérations de müntenance préventive au niveau du mécanisme balais-bagues afin d'éviter des courts- circuits probàble. Pou contoumé ce problème ; de nosjours on utilise des systèmes d'excitation sans bàlais dans lesquels m altemateuœxcitateu et un groupe de redresseuis foumissent le courant continu à l'altemateu principal.

Chargo

Figure 1.11: Schéma équiva]ant d'un altemateur monophasé.

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Chapitre 1 : Etude et description du groupe é]ectrogène

Figure 1. 12: Circuit d'un système d'excitation sans balais.

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Chapitre__1 : Etude et description du groupe é]ectrogène

Remplir ces conditions revient à synchroniser le groupe électrogène au réseau ; 1a synchronisation et le couplage du groupe électrogène est effèctué par un dispositif de commande constitué de :

• Régulateu de vitesse.

• Régulateu de tension d'excitation.

• Synchroscopes.

1.2233. Utilisation du groupe électrogène comme alimentation secours.

Dans ce cas, le groupe électrogène n'est utilisé qu'en cas d'absence de la tension ou de déséquilibre du réseau. Le démarrage du groupe peut être manuel ou automatique.

12233.1. Le démarrage manuel

n est effèctué par un opérateu qui, après avoir constaté une déffillance du réseau dome l'ordre de démarrage du groupe électrogène soit par un commutateu soit par un bouton poussoir après avoir déconnecté la charge du réseau. Lorsque la tension redevient normale, l'opérateur peut arrêter le groupe électrogène.

12233.2. Le démarrage automatique

11 est effèctiri par un dispositif électroniq\]e ou électrique de commande appelé hverseu de source nomal /secours. Ce dispositif de commande est muni d'un module électronique qui détecte une défàillance sur le réseau qii peut êtne le manque ou la baisse de tension ou encore un déséquilibre et ensuite donne immédiatement l'ordre de démarrage du groupe qui provoque le basculement de l'utilisateur du réseau nomal au réseau secours.

Jeu debarres

Disioncteu. secour

Figure 1. 14: Schéma du principe d'une alimentation secours.

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Chapit].e 1 : Etude et description du groupe é]ectrogène 1.3. Conclusion

Le groupe électrogène occupe une place importante au niveau d'une centrale. Alors sa disponibilité à tout moment est plus que nécessaire et tout défaut qui l'empêche de fonctiomer affecte directement la centrale de cas de sa consultation.

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Chapitre 2 : Généralités sur la maintenance

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Chapit].e 2 : Généralités sur ]a maintenance

2.1. Généralités sur la maintenance 2.1.1. Introduction

L'essor industriel mondial va susciter beaucoup d'intérêt dans la quasi- totalité des industries en quête de performance technique et financière ; cette extension devient un souci pemanant du fàit des multiples mutations technique que comaitra le secteu industriel. Jusqu'ici on parlait d'entretien dms la gestion technique des équipements, méthode largement insuffisante pou répondre aux attentes du marché c'est ainsi que l'association fi"çaise de nomalisation (AFNOR) via la nome NF-ENl 3306 va mettre su pied la notion de maintenamce et la définir comme étant un ensemble d'actions administratives, techniques et managériales apporté à ui équipement durant son cycle de vie afm de le maintenir ou le rétablir dans un état capable de réaliser aisément la ou les fonctions pou laqœlle il a été conçus.

A partir de cette définition nous pouvons faire ressortir deux concepts su lesquels est basée la maintenance. [8]

2.1.2. Les concepts de la maintenance

11 existe deux concepts de maintenance à savoir :

• La maintenance préventive.

• La maintenance cuative.

2.1.2.1. La maintenance préventive 2.1.2.1.1.Définition

La maintenamce préventive est celle qui est exécuté à des intervalles de temps prédéfiinit ou selon des critères prescrit ; visant à réduire la probabilité de défàillance ou de dégradation d'm équipement ceci dans le but de maintenir celui-ci dans un état capable de remplir la fonction pou laquelle il a été conçus. [9]

La maintenance préventive regroupe trois types de maintenance à savoir :

• La maintenance préventive programmée.

• La maintenance préventive conditionnene.

• La maintenance préventive systématique.

2.1.2.1.2. Quelques opérations de la maintenance

• Les inspections

Ce sont les contrôles de conformité réalisé en mesuant, observamt, testant ou calibrant les caractéristiques significatives d'un équipement.

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Chapitre2 : Généralités sur La maintenance

• Les visites

C'est une opération de surveillance qui s'effectue à des intervalles de temps prédéteminée. Ces interventions correspondent à une liste d'opérations définies préalablement qui peuvent entrainer des démontages d'organes et une immobilisation du matériel. Une visite peut entrainer une action de maintenance corrective.

• Les contrô]es

Ce sont les vérifications de conformité par rapport à des données préétablies suivit d'un jugement.

2.1.2.2. Maintenance curative 2.1.2.2.1. Définition

La maintenance curative est celle pratiqué à la suite d'une panne, d'une défirillance constatée su ui équipement ; ceci dans le but de rétablir 1'équipement dans un état capable d'accomplir sa fonction requise.

La maintenance cuative regroupe deux types de maintenance à savoir :

• La maintemmce cuative corrective.

• La maintenance cuative palliative. [10]

2.1.2.2.2. Que[ques opérations de ]a maintenance curative On distingue deux types d'intervention :

• Laréparation

C'est une remise en état parfàite et même garantie de l'équipement ; elle peut être effectuée à la suite d'un dépannage ou immédiatement après constat d'une pame ou d'une défrillance (maintenance curative conective).

• Ledépannage

C'est l'action physique exécutée pou pemettre à un équipement ou une machine en pame d'accomplir sa fonction requise pendant une duée limitée jusqu'à ce que la réparation soit frite (maintenance cuative palliative). Elle s' applique aux équipements fonctionnant en continu donc les impératives de production interdissent toute visite ou intervention à l'anêt.

2.1.3. Outils d'analyse de la maintenance [11]

Le jugement de l'efficacité d'une politique de maintenance appliquée au niveau d'une structure nécessite son évaluation (quantitative et qualitative).

Les plus courants outils d'anàlyse utilisés sont :

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Chapitre 2 : Géném]ités sur ]a maintenance 2.1.3.1. Diagramme causes-effets ashikawa)

2.1.3.l.l.Définition

11 s'agit d'une représentation aŒ'borescente des liaisons significatives entre un résultat, l'effit, et les multiples causes susceptibles d'en êt[e à l'origine.

Figure 2.1 : Schéma dcscripff du diagramme CAUSES-EFFETS.

Le diagramme Causes-Effet est donc l'image des causes identifiées d'un dysfonctionnement potentiel pouvant survenir su un système. 11 se veut le plus exhaustif possible en représentant toutes les causes qui peuvent avoir une influence su la sûreté de fonctiomement. Les 5 grandes friiilles ou 5 facteurs primaires sont renseignés par des facteurs secondaires et parfois tertiaires ; Les diffërents facteurs doivent être hiérarchisés.

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Chapitre 2 : Généralités sur La maintenance 2.1.3.1.2. Intérêt de la méthode

L'intérêt de ce diagramme est son caractère exhaustif. 11 peut aussi bien s'appliquer à des systèmes existants (évalution) qu'à des systèmes en cours d'élaboration (validation). On pourra adjoindre au diagramme précédent des facteus secondaires et tertiaires qui complèteront les facteus primaires : On peut adapter cet outil à l'aide au diagnostic de la manière suivante :

• Définition de l'effet étudié en regroupmt le maKimum de données.

• Recensement de toutes les causes possibles ; le brainstormingl est un outil efficace pou cette phase de recherche.

• Classement typologique des causes.

• Hiérarchisation des causes dans chaque fainille par ordre d'importance.

2.1.3.2. Q-Q-O-Q-C-P 2.1.3.2.1. Définition

Quoi ? Qui ? 0ù ? Quand ? Comment ? et à chaque fois Pourquoi ?

Qu'il s'agisse d'analyser une dé£rillance, d'organiser un poste de travail, la logistique des flux, la conduite d'une réunion, une procédue administrative ,... l'emploi rigoueux de cette démarche contribue incontoumablement à mettre en œuvre les conditions optimales de perfomance.

Simplicité et rigueur sont des conditions essentielles à la réussite.

• Quoi?pouquoi?

• Qui?Pouquoi?

• Où?Pourquoi?

• Quamd?Pouquoi?

• Comment?Pouquoi?

2.1.3.2.2. Intérêt de la méthode

Les "5 pouquoi" postulent que la répétition de la question peimet l'analyse exhaustive d'une sitution jusqu'à conduire aux meilleus choix de solutions. La question est reposée jusqu'à ce que la réponse ne pemette plus de relancer la recherche des causes.

2.1.3.3. Diagramme de Pareto (méthode ABC) 2.1.3.3.1 Définition

La méthode ABC permet de dégager l'important d'une masse d'infomations, de fàire apparaître objectivement ce qui est confiisément perçu. 11 s'agit d'une méthode de choix qui pemet de déceler entre plusieus problèmes. ceux qui doivent être abordés en priorité. La coube ABC pemet donc de distinguer de façon claire les éléments important de ceux qui le sont moins et ceci sous la fome d'une représentation graphique. Cette règle de répartition a été définie pan Wilfled PARETO (socio-économiste italien, 1848-1923) on l'appelle aussi la règle des 80-20.

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Chapitre 2 : Généra]ités sür la maintenance 2.133.2. Intérêt de ]a méthode

Elle pemet de ne pas se laisser influencer par des travaux certes utiles, mais de très frible importance par rapport au volume des autres travaux.

Les 2 règles d'or de Pareto :

• 'Ne pas utiliser un éléphamt pou écraser une mouche."

• 'rNe pas utiliser une petite cuillère là où une louche est nécessaire."

Figure 2. 2: Diagramme de PARETO ou courbe ABC.

2.2. L'AmEc

2.2.1. Introduction

Que l'on soit créateu ou exploitant d'une machine, l'on s'interroge su sa fiabilité.

Quelles sont les problèmes auxquels on doit s'attendre de la part de cet¢e machine ? La réponse à celte question passe par la mise en œuvre de méthodes de maintenance. L'une de ces méthodes - l'AMDEC - est parfritement justifiée lorsque aucun historique concemant l'installation n'est disponible (en particulier pou les machines neuves ou de conception récente). 11 faut alors pouvoir prédire les pames susceptibles d'affecter le fonctionnement de la machine.

2.2.2. Définition

L'AMDEC est une méthode Amlyse des Modes de Défrillance, de leurs Effets et de leu Criticité. Cette méthode consiste à identifier les risques de mauvais fonctionnement d'me machine puis à en chercher les effets et les conséquences. Elle fàit ressortir les points fribles d'ui équipement et pemet de poser des actions conectives justifiées. On peut aussi voir quels sont les équipements critiques de notne par cet su lesquelles on doit s'attarder de fàire une bonne maintenance. [ 12]

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Chapitre 2 : Généralités sur La maintenance 2.2.3. Défaillance

2.2.3.l.Définition

C'est une cessation de l'aptitude d'un bien à accomplir une fonction requise. Après une défàillance, le bien est en panne, totale ou partielle. Une défirillance est un événement à distinguer d'une panne qui est un état. [13]

2.2.3.2. Les modes de défaillance

C'est la manière dont un système vient à ne pas fonctionner.

11 est relatif à la fonction de chaque élément.

Une fonction a 4 façons de ne pas être correctement effectuée :

• Plus de fonction : la fonction cesse de se réaliser,

• Pas de fonction : la fonction ne se réalise pas lorsqu'on la sollicite,

• Fonction dégradée : la fonction ne se réalise pas parfritement, altération de perfomances,

• Fonction intempestive : la fonction se réalise lorsqu'elle n'est pas sollicitée. [14]

Modes de déftillmces Composmts électiques et ^C Composants mécmiques élecdoméomiqŒs hydrauliques

Plus de fonction - composant défectueux

- composant défectueux-circuitcoupéoubouché

- rupture-blœage, grippage

Pü de fonotiam

- composant ne répondantpasàlasollicitationdontilestl'objet~connexionsdébmnchées-filsdesserrés

- connexions / mccordsdébrmchés

Fonction dégradée dérive des - mauvaise étanchéité - déso lidari sation

caractéristiques . usure -jeu

Fonction inœmpestive - pertubations ®arasÉtes) - pertubations (coupsdebélier)

Tab]eau 2. 1: Modes de défaillances

2.2.3.3. Les causes de défaillance

11 existe 4 types de causes amenant le mode de dé£rillance :

• Causes intemes au matériel,

• Causes extemes au matériel : matériel en amont,

• Causes extemes dues à l'environnement, au milieu, à l'exploitation,

• Causes extemes dues à la main d'œuvre. [14]

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Chapitre 2 : Généralités sur la maintenance

Chuses de défirillance Composants électiques et Comrits ^Composmts

électromécaniqïœs hydrüliqŒS mécmiqtœs

Ca]ises intemes matériel

- vieillissement

- vieillissement-composantHS (mortsubite)-cotmatage-ftites

contraintesmécaniques

- composant HS (mort - fatigue mécmique

subite)

- états de surface

Causes exmes

- pollution (poussière,huile,eau)

- températue ambiante - température ambimte - chocs - pollution (poussières, - pollution (poussières,

- vibrations huile, eau) huile, ")

milieu exploitation - échauffement local-parasitesperturbationsélectromagnétiques,etc. - vibrations - vibrations

- échauffement lœal - échaüffement local - chocs, coups de bélier - chœs

Caüses extemes

- monta8e - monta8e

- conception-fbrication (pour les

- réglages - réglages composantsfabriqués)-montage-uti]isation.-réglages-contrôle-miseenœuvre

- contrôle - contrôle

m d'œuvre - mise en oeuvre - mise en œuvre

- utilisation - utilisation

- manque d'énergie - mmque d'énergie

Tableau 2. 2: Causes de défaillances.

2.2.4. Les types de I'AMDEC [15]

11 existe plusieus types d'AMDEC dont les trois suivantes :

• L'AMDEC PRODUIT : Analyse de la conception d'un produit pou améliorer la qualité et la fiabilité prévisionnelle.

Les solutions technologiques doivent correspondent au cahier des charges.

Cet A.M.D.E.C. est rédigé sous la responsabilité du bueau d'études.

Les conséquences des défàillances sont visibles par le client.