Rapport de SAE Douala 2016

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Rapport de stage sur le principe de fonctionnement d'un groupe électrogène SDMO.
Stage effectué au Cameroun dans l'entreprise SAE Douala, pour le compte de l'Institut Polytechnique Privé de Casablanca en vue de valider la 3ème année en Génie Electromécanique.

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Rapport de SAE Douala 2016

  1. 1. Royaume du Maroc Dieu - La Patrie - Le Roi République du Cameroun Paix - Travail – Patrie Institut Polytechnique Privé de Casablanca Systèmes et Applications Electroniques RAPPORT DE STAGE ACADEMIQUE En vue de l’accession à la 4ème Année en Génie Electromécanique Rédigé et présenté par MOHAMED SEROUIS Alioum Encadreur Académique Dr. Younes Krouti Encadreur Professionnel M. Léopold Fotso Année Académique 2015/2016 Principe de fonctionnement d’un Groupe Electrogène : cas du T22K de SDMO
  2. 2. 1Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Table des matières Remerciements.............................................................................................................3 Avant-Propos ...............................................................................................................4 Abstract........................................................................................................................5 Première Partie : Introduction Générale ........................................................................6 I. Introduction................................................................................................................................ 7 II. Présentation de l’Entreprise S.A.E....................................................................................... 8 III. Contexte du stage................................................................................................................. 10 1. Accueil et intégration........................................................................................................... 10 2. Quotidien en entreprise ....................................................................................................... 10 Deuxième Partie : Principe de fonctionnement du Groupe Electrogène T22K SDMO ..11 I. Généralités sur les groupes électrogènes ................................................................................ 12 1. Les groupes électrogènes fixes ............................................................................................ 12 2. Les groupes électrogènes mobiles....................................................................................... 14 3. Les groupes électrogènes en conteneur .............................................................................. 15 4. Présentation du groupe électrogène T22K......................................................................... 15 II. Le Moteur............................................................................................................................. 17 1. Le circuit de démarrage....................................................................................................... 18 1. Circuit de combustion ......................................................................................................... 21 2. Circuit de refroidissement ................................................................................................... 25 3. Circuit de lubrification......................................................................................................... 26 4. Circuit électrique.................................................................................................................. 28 III. L’alternateur de puissance................................................................................................... 30 1. Le stator et le rotor............................................................................................................... 31 2. Le pont de diodes................................................................................................................. 32 3. Le régulateur de tensions..................................................................................................... 32 IV. L’automate ou Carte de Contrôle/Commande................................................................. 33 V. Fonctionnement du T22K de SDMO .................................................................................... 35 1. Le mode manuel .................................................................................................................. 35 2. Le mode automatique.......................................................................................................... 35 3. Processus de démarrage....................................................................................................... 36 Troisième partie : Conclusion......................................................................................38 I. Conclusion................................................................................................................................ 39 II. Suggestions........................................................................................................................... 40 III. Sources.................................................................................................................................. 40
  3. 3. 2Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Table des illustrations Figure 1 : Groupe Electrogène sans capot de protection ___________________________________________ 13 Figure 2 : Groupe Electrogène fixe avec capot de protection ________________________________________ 13 Figure 3 : Groupe Electrogène mobile sans remorque _____________________________________________ 14 Figure 4 : Groupe Electrogène mobile sur remorque ______________________________________________ 15 Figure 5: Groupe électrogène en container ______________________________________________________ 15 Figure 6: Groupe électrogène T22K sous ses deux formes __________________________________________ 16 Figure 7: Groupe électrogène SDMO de 22KVA__________________________________________________ 17 Figure 8:Comparaison entre les prix d'essence et de Diesel en France ________________________________ 18 Figure 9: Batterie d'un groupe électrogène ______________________________________________________ 19 Figure 10: Bougie de préchauffage et injecteurs __________________________________________________ 20 Figure 11: Démarreur d'un groupe électrogène __________________________________________________ 21 Figure 12: Réservoir de groupe électrogène _____________________________________________________ 21 Figure 13: Pompe d’amorçage ________________________________________________________________ 22 Figure 14: Electrovanne dans le moteur ________________________________________________________ 23 Figure 15: Pompe à injection _________________________________________________________________ 24 Figure 16: Filtre à gazole ____________________________________________________________________ 24 Figure 17: Filtre à air _______________________________________________________________________ 25 Figure 18: Défaut de carburant _______________________________________________________________ 25 Figure 19: Circuit de refroidissement d'un groupe électrogène ______________________________________ 26 Figure 20: Défaut de température _____________________________________________________________ 26 Figure 21: Défaut de pression d'huile __________________________________________________________ 27 Figure 22: Alternateur de charge ______________________________________________________________ 28 Figure 23: Schéma simplifié d'un relais _________________________________________________________ 29 Figure 24: Relais de groupe électrogène ________________________________________________________ 29 Figure 25: Schéma de couplage d'un alternateur 6 fils _____________________________________________ 30 Figure 26: Modes de connexion des alternateurs 12 fils ____________________________________________ 31 Figure 27: Alternateur de puissance____________________________________________________________ 32 Figure 28: Régulateur de tension ______________________________________________________________ 32 Figure 29: Carte NEXYS_____________________________________________________________________ 34 Figure 30: TGBT ___________________________________________________________________________ 36 Figure 31: Pictogrammes de la carte NEXYS ____________________________________________________ 37
  4. 4. 3Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Remerciements Bien que tous les acteurs ayant participé à l’accumulation des compétences requises pour rédiger ce rapport de stage ne soient pas cités, tant ils sont nombreux, je tiens à remercier : - Mes parents, Monsieur et Madame SEROUIS, pour le soutien moral accordé au cours de ce stage ainsi que mes frères et sœurs. - Le Président Directeur Général de l’entreprise S.A.E. Mr Martin AZEMKOUO pour m’avoir donné l’opportunité d’effectuer un stage au sein de son entreprise. - Mon encadreur académique Monsieur Younes KROUTI. - Mon encadreur professionnel Monsieur Léopold FOTSO. - Les Techniciens Maintenance de l’entreprise S.A.E. à savoir Messieurs NGANDO Charles, NOUADJEM Achille, BOUDJI Armand, TCHAMDJEU Dozier, KUETI Jean Noël, TSAFACK Simplice, TATADJE Prosper, SONDONG Collince, NGWE , ATAMO Jean Marie, TSIAZE Bertrand pour toutes les fois où ils m’ont apporté leurs explications et le temps précieux qu’ils ont consacré à me coacher et me conseiller que ce soit dans la vie professionnelle ou dans l’élaboration de mon rapport de stage. - L’ensemble du personnel de l’entreprise S.A.E. Douala pour l’accueil et les bonnes conditions dans lesquelles mon stage s’est déroulé.
  5. 5. 4Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Avant-Propos L’Institut Polytechnique Privé de Casablanca (I.P.P.C) fondé en septembre 2001 par Monsieur Mouhsine Berrada est un établissement d’enseignement supérieur dont le but est de former des étudiants de façon professionnelle et avec les méthodes canadiennes. Les diplômes obtenus au sein de cette école sont donc des diplômes canadiens, reconnus par l’Etat Marocain. L’école est divisée en deux : d’une part la Business School pour les études en management et d’autre part l’Engineering School pour les études d’ingénierie. La formation au sein l’école, quelle que soit la filière choisie est faite de manière à ce que les étudiants aient le choix de poursuivre leurs études au Canada, soit à l’Université Laval soit à l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT). Les filières proposées par l’Engineering School de l’IPPC sont :  Génie Mécanique  Génie Electrique  Génie Informatique  Génie Electromécanique Toutes les filières citées précédemment sont accréditées par l’Etat Marocain. Dans le cadre de la formation en Génie Electromécanique, filière hybride entre le Génie Electrique et le Génie Mécanique, trois stages académiques sont obligatoires pour obtenir au bout de la cinquième année un diplôme d’Ingénieur en Electromécanique, à raison d’un stage par an à partir de la troisième année. Chacun de ces stages devra faire l’objet d’un rapport, qui sera remis et soutenu face à un jury constitué de professeurs de l’école. Ce rapport est donc celui du premier stage académique effectué en tant qu’étudiant en troisième année, d’une durée de huit semaines et dont les objectifs sont entre autres :  La prise de contact avec le monde de l’entreprise, si différent du monde scolaire.  L’apport de nouvelles connaissances pratiques dans le but de consolider les acquis théoriques obtenus à l’école.  Le développement personnel de l’étudiant qui, après trois années d’études théoriques se retrouve dans un milieu où plusieurs secteurs différents se rejoignent pour faire fonctionner l’entreprise. Ce stage a été effectué dans un environnement où l’électronique, l’électrotechnique, l’automatisme et la mécanique se côtoyaient chaque jour. Durant ces huit semaines de stage, un grand nombre d’informations a pu être récolté, et c’est ainsi que sera rédigé ce rapport dont l’intitulé du thème est « Principe de fonctionnement d’un Groupe Electrogène: cas du T22K de SDMO »
  6. 6. 5Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Abstract Nowadays, it’s hard to imagine a world without electricity. Electricity has become a real need in all societies around the world, and there are some compagnies that would be really harmed if there was no electricity for a long period, such as food industries or banks. But even if there is electricity in some places around the world, none of them can be fully sure that there will not be any shutdown. The solution proposed by engineers was to create genrators, that can generate current through a mechanical motor. This solution is now used everywhere, and in many different places, in supermarkets, in hospitals, in industries and so on. These generators can easily take the lead when there is a shutdown, and ensure people that there will be current and that machines will not stop working. As we know that this kind of machine exist, the question that we could ask ourselves is how does it run ? How does that big and heavy block of metal and fuel can produce current as well as our energy provider ? That will be the theme of this document, in wich explanations will be done to make people understand how does that machine run.
  7. 7. 6Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Première Partie : Introduction Générale
  8. 8. 7Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed I. Introduction Dans un monde où les besoins en électricité sont de plus en plus grands, tant dans l’industrie que dans la médecine et le commerce, les enjeux sur les solutions énergétiques d’urgence deviennent de plus en plus importants. C’est ainsi que fut fabriqué le premier groupe électrogène au cours des années 1900, et qui a notamment servi pendant la Première Guerre Mondiale. Cet appareil, constitué au départ d’un moteur et d’un simple alternateur s’est tellement amélioré qu’aujourd’hui, automatisme, électronique, électrotechnique et bien d’autres domaines de la science se sont rajoutés à cet appareil, faisant de lui un objet de plus en plus complexe, mais toujours avec le même rôle, celui de produire du courant à l’aide d’un moteur thermique. Mais si le fonctionnement est toujours le même, comment est-ce que cette production d’énergie se déroule ? Comment se fait cette conversion d’énergie mécanique en énergie électrique ? Pour apporter des éléments de réponse à ces questions, nous vous proposons ce rapport, dont le thème est « Principe de fonctionnement d’un Groupe Electrogène : cas du T22K de SDMO» Pour se faire, nous commencerons par présenter l’entreprise Systèmes et Applications Electroniques (S.A.E.) dans laquelle le stage a été effectué, puis celle d’un groupe électrogène de marque SDMO et des différentes parties le constituant, et ensuite nous verrons comment ces parties fonctionnent conjointement pour permettre la production d’électricité avec les paramètres voulus par l’utilisateur.
  9. 9. 8Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed II. Présentation de l’Entreprise S.A.E.  Histoire et domaine d’activités Fondée en 1988 à Akwa-Douala, la Société Anonyme Systèmes et Applications Electroniques avait pour principal rôle la vente des produits de marque MGE (Merlin Gerin Electronics). Ces équipements étaient pour la plupart des groupes électrogènes et des onduleurs. Au fil des années, le secteur d’activités de l’entreprise s’est agrandi et aujourd’hui l’entreprise offre des services variés, parmi lesquels :  Vente, installation et maintenance des groupes électrogènes (SDMO) et des onduleurs (EATON, APC)  Vente, installation et SAV d’extincteurs (EuroFeu) et de matériel de sécurité et de protection incendie  Vente, installation et SAV de matériel pour liaison point à point, et point à multipoint (ALVARION)  Travaux de câblage électrique Moyenne et Basse Tension (Schneider) et de câblage structuré VDI (Legrand, Cisco, D-Link)  Représentations La société compte aujourd’hui des agences dans les villes suivantes :  Douala (Direction Générale) 452, Boulevard Leclerc Akwa Beach B.P. 1731 Douala  Yaoundé Quartier Bastos face Laboratoire MEKA B.P. 11741 Yaoundé  Bafoussam Quartier Djeumoun I, face Ministère des Transports  Garoua Kolere concession R&W King, face Place des Lions Indomptables B.P. 112 Elle possède également des représentations hors du territoire Camerounais, au Tchad et en Guinée Equatoriale.  Organisation
  10. 10. 9Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed En ce qui concerne son organisation, la société comporte plusieurs services en plus de la direction générale, à savoir : Un secrétariat ; Un service d’études ; Un service des ventes ; Un service des installations, également appelé le Centre ; Un service Qualité-Hygiène-Santé-Sécurité (QHSE) Un service de comptabilité ; Un Laboratoire pour le SAV des groupes et des onduleurs ; Un magasin pour entreposer les machines et pièces de rechange qui seront utilisées pour le SAV.  Horaires de travail Le travail s’effectue entre 7:30 et 12:00 , puis de 15:00 à 18:00 du lundi au vendredi, et de 9:00 à 12:00 le samedi.
  11. 11. 10Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed III. Contexte du stage Ce stage en entreprise d’une durée de huit semaines avait pour principal objectif de nous faire vivre notre première confrontation avec le monde de l’entreprise. De plus, il avait pour but de permettre aux étudiants de consolider les acquis théoriques reçus pendant l’année académique. 1. Accueil et intégration Après avoir fait le tour des différents services de l’entreprise S.A.E, nous avons été conduits au laboratoire, lieu où se déroulera pratiquement tout le stage au sein de cette entreprise. L’accueil fut professionnel, chaleureux et dès le départ nous sûmes que ce stage se passerait dans de bonnes conditions. Les techniciens travaillant dans le laboratoire ont en effet toujours trouvé un peu de leur temps pour répondre aux questions, qu’elles aient été mal posées par manque de connaissances sur un domaine ou par oubli d’une notion qui a déjà été évoquée auparavant. Nous avons également eu la chance de suivre des formations en même temps que le personnel du laboratoire, notamment sur les onduleurs et sur les méthodes de diagnostic de ces derniers. 2. Quotidien en entreprise En dépit de l’impossibilité pour nous stagiaires de sortir de l’entreprise pour assister les techniciens lors de leurs interventions en entreprise, il n’en demeure pas moins que plusieurs tâches nous aient été confiées au cours de ce stage, parmi lesquelles : - Test des batteries des onduleurs - Diagnostic des onduleurs du laboratoire - Recensement des machines présentes dans le laboratoire - Nettoyage de groupes électrogènes - Stockage des groupes électrogènes dans l’entrepôt - Assistance des techniciens lors des tests sur les onduleurs et les groupes électrogènes neufs - Assistance des techniciens lors des dépannages
  12. 12. 11Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Deuxième Partie : Principe de fonctionnement du Groupe Electrogène T22K de SDMO
  13. 13. 12Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed I. Généralités sur les groupes électrogènes Un groupe électrogène est un appareil qui peut, à l’aide d’un moteur thermique, produire de l’électricité. Si au départ ils étaient assez simples et ne comprenaient qu’un moteur et un alternateur, au fil du temps ils sont devenus de plus en plus complexes et comprennent aujourd’hui des automates, des équipements électroniques, des isolants pour le bruit, des amortisseurs de vibrations et bien d’autres additifs pour améliorer leur capacité et leur rendement. Un groupe électrogène est principalement constitué des éléments suivants, que nous pouvons qualifier de blocs :  Le Moteur (Diesel pour la plupart)  L’Alternateur de Puissance pour produire le courant  L’Automate qui sert d’unité de contrôle/commande. La puissance d’un groupe électrogène est donnée en KVA (Kilo Voltampères) ; il s’agit de la puissance apparente fournie. Pour en connaître la puissance active équivalente, on peut se servir de quelques formules mathématiques : 𝑆 = 𝑃 cos 𝜑 → 𝑃 = 𝑆 ∗ cos 𝜑 𝑃 : Puissance Active (W) 𝑆 : Puissance Apparente (VA) cos 𝜑 : Facteur de Puissance Équation 1: Détermination de la puissance active d'un groupe électrogène Si tous les groupes électrogènes fonctionnent de la même manière, il n’en demeure pas moins qu’ils n’ont pas tous le même aspect. En fonction de la puissance ou de la capacité de se mouvoir, l’aspect d’un groupe électrogène peut totalement changer. On distingue ainsi plusieurs types de groupes électrogènes : 1. Les groupes électrogènes fixes Ce sont des groupes électrogènes qui ne permettent pas d’être déplacés une fois leur installation effectuée. Dans cette catégorie, il existe deux types différents de groupes : i. Les groupes électrogènes fixes sans capot de protection Ces groupes électrogènes sont vendus sans le capot empêchant le contact entre les pièces du groupe et les objets externes. Ils doivent donc être utilisés dans des lieux où un périmètre de sécurité existe autour du groupe pour empêcher tout éventuel accident qui pourrait survenir au cours de l’utilisation de ce dernier. Ils se présentent de la manière suivante :
  14. 14. 13Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 1 : Groupe Electrogène sans capot de protection ii. Les groupes électrogènes fixes avec capot de protection Ces groupes quant à eux sont équipés du capot de protection, qui apporte plus de sécurité et de confort sonore car ils isolent le moteur et ainsi le son provoqué par son fonctionnement est moins fort. Les risques sont donc moindres avec un groupe pareil. Ils se présentent comme suit : Figure 2 : Groupe Electrogène fixe avec capot de protection Ces groupes électrogènes sont bons mais présentent le seul défaut qu’ils sont fixes. En effet ils ne peuvent pas être déplacés sans l’aide d’un chariot élévateur, ce qui rend la mobilité profondément réduite. La solution apportée par les concepteurs de groupes électrogènes fut donc de fabriquer des groupes mobiles.
  15. 15. 14Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed 2. Les groupes électrogènes mobiles Ces groupes électrogènes sont fabriqués de manière à ce qu’ils soient transportables sans besoin de recourir à un chariot élévateur ou une autre grosse machine. Il en existe également deux types. i. Les groupes électrogènes mobiles sans remorque Ces groupes sont équipés d’une barre horizontale leur permettant de se faire tirer pour pouvoir se déplacer. Le châssis est également fait de façon à ce qu’ils puissent glisser sur des surfaces inclinées ou rugueuses. Leur schéma est le suivant : Figure 3 : Groupe Electrogène mobile sans remorque L’inconvénient avec ce type de groupe est qu’il reste très difficile de les déplacer sur les terrains en pente, ou enclavés, malgré le fait que ce soit possible. C’est pourquoi furent fabriqués les groupes électrogènes sur remorque. ii. Les groupes électrogènes mobiles sur remorque La remorque apporte une plus grande capacité de déplacement. C’est la raison pour laquelle tous les groupes électrogènes mobiles de SDMO existent en version sur remorque. Leur aspect est le suivant :
  16. 16. 15Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 4 : Groupe Electrogène mobile sur remorque 3. Les groupes électrogènes en conteneur Ces groupes, plus volumineux sont très souvent installés dans les zones où les conditions climatiques sont très rudes (Désert du Sahara ou Groenland). Leur aspect est le suivant : Figure 5: Groupe électrogène en container Suite à cette présentation de tous les types de groupes électrogènes, nous allons en savoir plus sur le modèle T22K. 4. Présentation du groupe électrogène T22K Les groupes électrogènes T22K sont disponibles en deux versions : avec et sans capot de protection. On peut également les équiper d’une remorque, mais ils ne sont pas disponibles en container. Les caractéristiques du groupe sont les suivantes :  Caractéristiques générales  Fréquence : 50 Hz  Puissance maximale : 22 KVA  Facteur de puissance : 0.8
  17. 17. 16Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed  Intensité de courant : 32 A  Coffret standard : APM303  Coffrets en option : NEXYS, TELYS, BORNIER  Caractéristiques Moteur  Type de moteur : S4Q2-SD  Marque de moteur : Mitsubishi  Nombre de cylindres : 4  Taux de compression : 22:1  Température des gaz d’échappement : 600 degrés Celsius  Débit maximum de la pompe à fuel : 36L/heure  Consommation de carburant à 100% de charge : 6.20 L/heure  Capacité du carter : 6.50 L  Température d’eau max : 111 degrés Celsius  Caractéristiques Alternateur  Référence alternateur : AT00404T  Nombre de phases : 3  Facteur de puissance : 0.8  Nombre de pôles : 4  Encombrement  Longueur : 1700 mm  Largeur : 896 mm  Hauteur : 1121 mm  Poids net : 549 Kg  Capacité du réservoir : 100 L  Coffret  APM303 (coffret standard)  TELYS  NEXYS  Bornier Voici leur aspect dans leurs différentes versions : Figure 6: Groupe électrogène T22K sous ses deux formes
  18. 18. 17Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Maintenant, entrons un peu plus dans les détails pour voir séparément chaque bloc de c groupe électrogène. II. Le Moteur Plusieurs constructeurs fabriquent des moteurs de groupes électrogènes. On peut déterminer la marque d’un moteur en regardant la lettre précédant la puissance du groupe. Cette lettre, toujours présente sur la façade avant du groupe électrogène est écrite de manière à ce qu’elle soit bien visible. On distingue donc parmi les constructeurs de moteurs de groupes électrogènes :  Mitsubishi qui se caractérise par la lettre « T »  Doosan qui se caractérise par la lettre « D »  John Deere qui se caractérise par la lettre « J »  Kohler caractérisé par la lettre « K »  General Motors caractérisé par la lettre « G »  Volvo-Penta repéré par la lettre « V » Voici par exemple un groupe électrogène T22K : Figure 7: Groupe électrogène SDMO de 22KVA L’indication « T22 » entourée sur l’image permet de savoir que le moteur de ce groupe est de marque Mitsubishi, et que sa puissance apparente est de 22KVA. Ces moteurs sont le plus souvent des moteurs à quatre temps, mais étant des moteurs Diesel, l’explosion dans la chambre de combustion n’est pas produite par l’étincelle provenant des bougies d’allumage comme dans les moteurs à essence, mais par la forte compression de l’air et la chaleur importante de la chambre grâce aux bougies de préchauffage. Le mélange de gazole et d’air soumis à ces conditions explose spontanément et fait redescendre le piston qui, par le jeu des bielles, fait tourner l’arbre du moteur. Nombreuses sont les raisons pour lesquelles les moteurs au Diesel sont plus utilisés pour les groupes électrogènes que ceux à essence. En voici quelques-unes :
  19. 19. 18Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed  Le rendement : du fait du taux de compression plus élevé dans les moteurs au Diesel, l’énergie produite est plus importante. A temps de fonctionnement égal, on aura donc besoin de moins de gazole que d’essence pour faire tourner un moteur.  La taille : les moteurs Diesel sont généralement plus petits que ceux à essence, raison pour laquelle la plupart des gros engins (bateaux, camions, etc…) en sont équipés.  La maintenance : Les moteurs Diesel tournent à 1500 tours/minute. Ceci permet aux pièces de s’user moins rapidement que dans un moteur à essence tournant à 3000 tours/minute.  Le coût à la pompe et la manipulation du carburant : il est moins complexe de manipuler du gazole que de l’essence, car cette dernière s’enflamme très vite. De plus, le gazole est moins cher que l’essence au litre dans la plupart des pays du monde, voici un graphe représentant l’évolution des prix du gazole et de l’essence en France : Figure 8:Comparaison entre les prix d'essence et de Diesel en France Au vu de tous ces avantages, il devient évident de choisir un moteur Diesel pour équiper un groupe électrogène. Cependant, il présente un inconvénient majeur qui est celui de son poids, car même si à puissance égale, un moteur Diesel est moins gros qu’un moteur à essence, il n’en demeure pas moins qu’il soit plus lourd que ce dernier, raison pour laquelle ces moteurs sont rarement utilisés dans les avions à cause de la masse embarquée plus importante. Allons maintenant plus loin dans la mécanique interne du moteur. Nous allons présenter une à une les différentes pièces essentielles au fonctionnement d’un moteur de groupe électrogène, et montrer les liens entre celles-ci. 1. Le circuit de démarrage i. La batterie de démarrage Comme son nom l’indique, cette batterie le plus gros de son rôle lors du démarrage du moteur. Il s’agit d’un élément essentiel du moteur, car lorsqu’on lance le démarrage, elle produit les 12 Volts qui vont attaquer le démarreur pour qu’il amorce le démarrage du groupe.
  20. 20. 19Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Les batteries des groupes électrogènes SDMO sont de plusieurs marques différentes ; certaines sont de marque Bosch, Varta, etc… Il est obligatoire pour un moteur d’avoir une batterie de démarrage en très bon état. Sinon, à force, elle ne pourra plus générer assez de puissance pour pouvoir lancer le démarreur. Ceci parce que lors du démarrage, la batterie est tellement sollicitée qu’elle perd beaucoup de sa charge. Pour pâlir à ce problème qui entrainait au bout de plusieurs démarrages l’affaissement total de la batterie, les concepteurs de moteurs ont eu l’idée d’y ajouter un alternateur, dit alternateur de charge pour combler le vide créé dans la batterie par le démarrage. Voici ce à quoi ressemble une batterie de groupe électrogène : Figure 9: Batterie d'un groupe électrogène Cette batterie est de type sans entretien, ce qui veut dire qu’on ne peut pas remplacer le liquide qui la constitue. Ce liquide est appelé électrolyte. ii. Les bougies de préchauffage Ces éléments font la particularité des moteurs Diesel. Il s’agit de petites résistances chauffantes dont le rôle est de chauffer le gazole pour qu’il atteigne sa température d’auto-inflammation dans la chambre de combustion. Elles mettent le gazole à une température de 700 degrés une fois sorti des injecteurs, et suite à la très forte compression du mélange, le carburant s’enflamme et l’explosion survient. Ces bougies sont commandées par un relais, appelé relais de préchauffage qui leur envoie de l’énergie au moment où on amorce le démarrage du groupe. Le préchauffage des chambres prenant un certain temps, voilà pourquoi les moteurs de groupes électrogènes prennent un certain temps pour démarrer. Il est cependant bon à savoir que tous les moteurs de groupes électrogènes ne disposent pas de bougies de préchauffage. Elles ne sont présentes que sur les petits groupes (puissances inférieures à 88KVA). Dans ces cas, la chambre de précombustion est inexistante. La combustion du carburant se fait grâce à la très importante compression causée par le piston. De plus, les injecteurs mettent le carburant sous pression. Le taux de compression du gazole augmente donc considérablement, et vu que température et pression sont liées, la pression augmente, la température aussi, et le gazole parvient au seuil de température optimal pour exploser.
  21. 21. 20Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 10: Bougie de préchauffage et injecteurs iii. Le démarreur Le démarreur est le seul élément du moteur qui ne fonctionne que lors du démarrage. Ne pouvant pas se lancer lui-même mais pouvant entretenir son fonctionnement une fois lancé, les moteurs thermiques contrairement aux moteurs électriques nécessitent tous un démarreur. Le point assez spécial sur le démarreur est qu’il est lui-même un moteur. Pour la plupart des groupes électrogènes de grande puissance, le démarrage est assuré par un moteur électrique, tandis que les petits groupes ont un démarreur à corde. Lorsqu’on lance le démarrage du moteur, le solénoïde fait sortir une fourchette qui elle exercera une force considérable pour faire tourner le volant moteur, et ainsi l’aider à prendre le mouvement. C’est de là que vient le bruit qui se produit lorsqu’on amorce le démarrage d’un groupe. L’inconvénient avec les démarreurs électriques et qu’ils font un appel fort de la batterie. C’est à ce moment que la batterie perd le plus gros de sa charge. Voilà pourquoi il n’est pas bon de démarrer plusieurs fois un groupe électrogène et de l’arrêter en moins de 30 minutes, car ce temps permet à l’alternateur de charger la batterie et la remettre à un bon niveau. Au bout de 10 démarrages, la batterie sera hors d’usage.
  22. 22. 21Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 11: Démarreur d'un groupe électrogène 1. Circuit de combustion i. Le réservoir Le réservoir est la réserve de gazole du moteur. Sans gazole, le moteur ne pourra tout simplement pas démarrer. Il se trouve en bas du moteur, dans le châssis du groupe. Figure 12: Réservoir de groupe électrogène
  23. 23. 22Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed ii. La pompe à gazole Pour quitter le réservoir et atteindre la pompe à injection, le gazole a besoin d’être pompé avec un certain débit. C’est là qu’intervient la pompe à gazole. Lorsqu’un groupe fonctionne jusqu’à épuisement de son réservoir, de l’air s’incruste dans le circuit de gazole. Ceci empêchera au moteur de démarrer car il n’y aura pas assez de carburant dans les chambres au moment de la compression. Pour pâlir ce problème, les pompes sont équipées d’une purge. Leur rôle est donc d’évacuer l’air présent dans le circuit de gazole. Figure 13: Pompe d’amorçage iii. L’électrovanne Comme son nom l’indique, une électrovanne est une vanne commandée électriquement. Elle permet le passage du carburant du filtre à la pompe à injection. Vu leur mode de fonctionnement, les électrovannes des moteurs de groupes électrogènes sont de type Tout ou rien et normalement fermée. En d’autres termes, soit elles sont totalement ouvertes, soit elles sont totalement fermées. Un moteur ne peut pas démarrer si l’électrovanne est fermée. Lorsqu’on enclenche donc le démarrage, elle s’ouvre et le carburant peut ainsi circuler dans le moteur. Si on appuie sur le bouton d’arrêt d’urgence, son circuit d’alimentation électrique s’ouvre. N’étant plus alimentée, elle se referme donc et le groupe s’arrête automatiquement.
  24. 24. 23Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 14: Electrovanne dans le moteur iv. La pompe à injection et les injecteurs Une fois l’électrovanne ouverte, le carburant ayant été filtré arrive dans la pompe à injection. Elle lui permet d’obtenir la pression nécessaire pour arriver dans les chambres de combustion. Les injecteurs diffuseront le gazole sous forme de gouttelettes pour faciliter la combustion. Seuls 10% du gazole envoyé à la pompe à injection sont transférés dans les injecteurs, le reste retourne dans le réservoir. C’est pourquoi les moteurs au Diesel consomment moins que ceux à essence. Il en existe deux types, les pompes rotatives et les pompes en ligne. La différence vient du fait que les pompes rotatives ne disposent que d’un seul élément de pompage, tandis que celles en ligne disposent d’autant d’éléments de pompage que de cylindres à alimenter.
  25. 25. 24Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 15: Pompe à injection v. Filtre à gazole De la même manière que l’air, il est important de filtrer le gazole dans un moteur car des impuretés peuvent causer des dommages irréversibles au moteur. C’est la raison pour laquelle il est nécessaire de le filtrer, de manière à ce qu’il soit le plus pur possible. Figure 16: Filtre à gazole vi. Filtre à air Avant d’atteindre le collecteur d’admission du moteur, l’air est filtré car la présence d’impuretés peut provoquer selon la nature de celles-ci soit une rupture des éléments du moteur (piston principalement) soit une perte de puissance du moteur car les proportions d’air et de gazole nécessaires pour provoquer une bonne explosion ne sont plus les mêmes.
  26. 26. 25Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Le filtre à air est donc le premier lieu de passage de l’air dans un groupe électrogène. Son aspect varie d’un groupe électrogène à un autre, mais à l’intérieur le principe est le même : une fois l’air aspiré, il passe à travers un tissu rigide et très serré, retenant les plus petites particules de poussière présentes dans l’air. Puis l’air filtré descend le long de son tube pour retomber dans le collecteur d’admission. Figure 17: Filtre à air vii. Le capteur de niveau de carburant Il est possible de paramétrer un groupe de manière à ce qu’il ne fonctionne que si une certaine quantité de carburant y est présente. Pour ce faire, un capteur placé dans le réservoir repère en temps réel le niveau de carburant présent, et s’il est dans l’intervalle autorisé le groupe continuera de fonctionner. Dans le cas contraire il s’arrêtera, en signalant que le niveau de carburant est bas. Figure 18: Défaut de carburant 2. Circuit de refroidissement En dépit du fait qu’un moteur Diesel nécessite de la chaleur pour fonctionner à pleine puissance, il ne peut pas se permettre de dépasser un certain seuil de température. Les moteurs sont donc tous équipés d’un circuit de refroidissement constitué de durites, d’une pompe à eau, d’un radiateur, d’un ventilateur et d’un thermostat.
  27. 27. 26Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Le refroidissement se passe comme suit : le liquide de refroidissement est pompé par la pompe à eau, généralement entrainée par une courroie reliée à l’arbre du moteur. Il passe par la durite supérieure, puis redescend dans le radiateur où il est refroidi par une hélice qui prend son mouvement de la même courroie que celle de la pompe. L’eau refroidie passe par la durite inférieure, remonte dans le moteur et est encore pompée. Le problème le plus fréquent dans ce circuit est lié à l’étanchéité du joint de la pompe à eau, ce qui provoque souvent un mélange entre l’huile moteur et l’eau de refroidissement. Figure 19: Circuit de refroidissement d'un groupe électrogène ii. Le capteur de température moteur Ce capteur repère la température du moteur et signale si elle est trop élevée. Le cas échéant il renvoie un signal à la carte automatique ; le groupe finira par s’arrêter en affichant « Défaut Température » Figure 20: Défaut de température 3. Circuit de lubrification i. Le carter
  28. 28. 27Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Le carter est la réserve d’huile du moteur. Il se situe tout en bas du moteur, à fleur du vilebrequin. Lorsque le moteur fonctionne, le vilebrequin en tournant envoie l’huile du carter dans les cylindres, ceci dans le but de graisser leurs parois. Ceci empêche la destruction de l’un d’entre eux. Le carter est équipé d’une jauge, constituée d’une tige métallique graduée qui plonge en son sein. Elle permet de déterminer le niveau d’huile et sa qualité et donc de prévenir une éventuelle catastrophe car sans huile, les parties tournantes et mobiles finiront par se casser à cause des frottements, et avec trop d’huile le vilebrequin sera noyé et le moteur ne pourra pas bien fonctionner. Une huile trop sale quant à elle crée des impuretés qui peuvent boucher le filtre à huile, et diminuer la quantité d’huile présente dans le moteur, chose qui a son lot de conséquences évoqué plus haut. ii. Le filtre à huile Une fois l’huile pompée depuis le carter, elle doit passer dans tout le moteur pour graisser les pièces tournantes et mobiles du moteur. Pour éviter qu’elle ne répande des impuretés dans le moteur, il est donc évident qu’elle soit filtrée au préalable. iii. Le capteur de pression d’huile Situé à l’intérieur du carter, ce capteur repère la pression d’huile dans le carter. Une pression nulle équivaut à une absence d’huile dans le carter. Or cette huile permet le graissage des parties tournantes du moteur et évite ainsi le cassage de celles-ci. Au cas où la pression devient insuffisante, le groupe s’arrêtera en affichant le pictogramme correspondant à un défaut de pression d’huile : Figure 21: Défaut de pression d'huile
  29. 29. 28Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed 4. Circuit électrique i. L’alternateur de charge Ce petit alternateur présent sur le moteur permet de débiter un courant qui va gérer l’alimentation de la batterie lors du fonctionnement du groupe. Dans un moteur de voiture par exemple, c’est lui qui charge la batterie lorsqu’elle alimente les phares, la climatisation, la radio, etc… pendant que le moteur tourne. C’est pourquoi après avoir démarré, un moteur peut très bien fonctionner sans sa batterie. Elle ne sert qu’au démarrage. Cet alternateur est constitué come tout alternateur d’un stator et d’un rotor. L’arbre du rotor est pourvu à son bout d’une poulie, qui elle est reliée au vilebrequin du moteur et à l’arbre du ventilateur par une courroie. Ce système fait en sorte que l’alternateur de charge tourne en même temps et à la même vitesse que le moteur. Il est donc évident qu’il ne fonctionne que lorsque celui-ci tourne, raison pour laquelle il n’est pas responsable du démarrage même du moteur, contrairement à la batterie. En définitive, l’alternateur de charge a pour rôle de débiter un courant de charge pour supporter les pertes dans la batterie. C’est pourquoi allumer les phares d’une voiture au repos décharge la batterie, mais pas lorsque le moteur est en marche. C’est pourquoi on l’appelle également chargeur statique. Figure 22: Alternateur de charge ii. Les relais Un relai est un interrupteur électronique qui se commande avec une tension continue de faible puissance. Il est fait d’une bobine et de deux contacts ou plus. La bobine en se chargeant crée un champ magnétique qui ferme un contact. On dit que le relais commute. Voici le schéma simplifié d’un relais :
  30. 30. 29Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 23: Schéma simplifié d'un relais Dans un groupe électrogène, trois principaux relais permettent le fonctionnement automatique du groupe :  Le relais de préchauffage : il commande les bougies de préchauffage du moteur. Lors du démarrage du groupe, il commute pour fermer le circuit d’alimentation des bougies. Une fois les 10 secondes de préchauffage écoulées, la carte coupe l’alimentation du relais et il bascule pour ouvrir de nouveau le circuit.  Le relais de l’électrovanne : pour pouvoir fonctionner, l’électrovanne du moteur doit absolument être ouverte. Cette ouverture lors du démarrage se fait automatiquement à l’aide d’un relais, dont le rôle est de l’alimenter pendant tout le temps où le moteur sera en fonctionnement. L’appui sur le bouton d’arrêt d’urgence entrainera la rupture de l’alimentation du relais, ce qui provoquera la fermeture de l’électrovanne et donc le groupe s’arrêtera.  Le relais du démarreur : il alimente le démarreur du groupe une fois que le préchauffage est terminé, et l’électrovanne ouverte.  Le relais de temporisation : plus complexe, ce relais qui d’ailleurs n’est pas présent sur tous les groupes permet une temporisation du démarrage. Il agit sur l’alimentation du démarreur pour permettre un démarrage plus sûr. Ce relais est rarement utilisé sur les groupes électrogènes. Figure 24: Relais de groupe électrogène
  31. 31. 30Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed III. L’alternateur de puissance Un alternateur est un convertisseur d’énergie mécanique en énergie électrique. Dans un groupe électrogène, l’alternateur prend l’énergie mécanique du moteur pour la transformer en courant avec une fréquence bien déterminée. Pour ce faire, il se sert du principe de l’induction magnétique. L’alternateur d’un T22K est de type ECP. Il est autorégulé, sans bagues ni balais à 4 pôles. Les bobinages sont à pas raccourcis pour réduire le taux d’harmoniques. Le grade de protection pour ces alternateurs est IP23, mais à la demande du client il est possible de l’augmenter. En ce qui concerne le couplage des enroulements, tous les alternateurs sont prévus pour être couplés soit en étoile avec un neutre (Y) soit en triangle (Δ) ; ils offrent en plus la possibilité de changer leur couplage, d’étoile à triangle sans avoir à toucher au régulateur de tension mais plutôt à la position des barrettes sur la planchette à bornes comme indiqué sur le schéma ci-dessous : Figure 25: Schéma de couplage d'un alternateur 6 fils Les alternateurs sont construits en série de 12 fils de sortie afin de permettre d’obtenir plusieurs possibilités de tensions (115/200/230/400 V) à la sortie. Ils peuvent être soit monophasés soit triphasés, mais il est très difficile d’effectuer les enroulements nécessaires pour obtenir de grandes puissances en sortie lorsqu’un alternateur est monophasé. C’est la raison pour laquelle les groupes de moyenne et grande puissance sont tous triphasés. Voici quelques façons de câbler les alternateurs :
  32. 32. 31Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 26: Modes de connexion des alternateurs 12 fils Les éléments jouant le plus grand rôle dans un alternateur sont les bien connus stator et rotor, mais d’autres composants électroniques ont également un rôle non négligeable. Il s’agit entre autres du régulateur de tension et du pont de diodes. Il sera donc question par la suite de présenter ces pièces et leur mode de fonctionnement. 1. Le stator et le rotor Partie fixe de l’alternateur, le stator est fait de bobinages qui récoltent le courant. Le fait que le courant soit récolté sur ces bobinages permet aux alternateurs d’être confectionnés sans balais ni bagues. Les balais recevant de très forts courants chauffent, s’usent et peuvent créer de graves problèmes. Le rotor quant à lui est appelé inducteur car c’est lui qui, en tournant, crée le champ magnétique qui va générer du courant par la suite. Il produit un champ magnétique tournant. Le courant dans ce rotor est continu, mais c’est grâce à sa rotation qu’un courant alternatif est produit. Le fonctionnement du système est le suivant : l’induit produit du courant alternatif. Ce courant alternatif est envoyé à un pont redresseur. Le courant redressé est envoyé à l'inducteur qui produit le champ tournant principal. Ce champ tournant produit à son tour le courant à haute puissance dans le stator.
  33. 33. 32Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 27: Alternateur de puissance 2. Le pont de diodes L’alternateur d’un groupe électrogène est en fait un ensemble de deux alternateurs montés en tête-bêche. Le courant sortant de l’excitatrice est un courant alternatif qui est redressé par le pont de diodes. Ce courant devient donc continu, et est renvoyé dans le rotor pour lui permettre de tourner plus vite. Une fois que la fréquence de rotation requise est atteinte, l’excitation cesse et le rotor maintient son rythme. 3. Le régulateur de tensions Elément essentiel du groupe électrogène, le régulateur de tensions est un appareil électronique qui permet d’avoir une tension correspondant aux exigences de l’utilisateur. Il régule non seulement la valeur maximale tension, mais aussi sa fréquence. Figure 28: Régulateur de tension
  34. 34. 33Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed IV. L’automate ou Carte de Contrôle/Commande L’automate permet la mise en marche du groupe électrogène, qu’elle soit manuelle ou automatique. Il permet également le contrôle des différents paramètres du groupe électrogène, qui sont entre autres :  La vitesse de rotation du moteur  Les tensions à la sortie  La pression d’huile  Le niveau de carburant  Les courants, etc… Les paramètres affichés dépendent de la complexité de l’automate. Quatre cartes automatiques permettent le contrôle des groupes électrogènes SDMO ; en fonction du nombre d’options, on distingue les automates :  APM  NEXYS  TELYS  KERYS Chacune de ces cartes possède la fonctionnalité AUTO, c’est-à-dire elle permet au groupe de démarrer automatiquement une fois que l’alimentation provenant du secteur s’interrompt. Les cartes NEXYS ont connu une évolution logicielle au fil du temps et de nos jours, il y a deux formes de cartes NEXYS, les NEXYS 1 et les NEXYS 2. Cependant, ces cartes ne sont plus fabriquées par SDMO et elles ont été remplacées par les cartes APM303. Du fait que les documentations NEXYS soient plus détaillées que celles d’APM, nous vous proposons d’étudier NEXYS dans ce rapport. Bien évidemment NEXYS 2 possède plus de fonctionnalités que la version 1, mais même si l’aspect visuel est le même, le nombre d’informations traitées est plus important. Cette carte est alimentée par la batterie, sous une tension continue de 12 Volts. Le schéma suivant montre l’aspect d’une carte NEXYS 2 :
  35. 35. 34Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 29: Carte NEXYS En ce qui concerne les fonctionnalités de la carte, elle permet entre autres :  D’obtenir des informations sur le niveau de carburant, la pression d’huile, la température d’eau, le compteur horaire total, les tensions simples et composées, leur fréquence et les intensités du courant à la sortie  Signaler une surcharge ou un court-circuit, un défaut de pression d’huile ou de température d’eau, un niveau bas de carburant, une survitesse ou une sous-vitesse, ou un défaut d’alternateur de charge  Arrêter le groupe électrogène si le niveau de carburant devient bas ou une surtension se produit au niveau des bornes de sortie du groupe. Cette carte présente donc beaucoup d’avantages, et c’est la raison pour laquelle elle est utilisée sur beaucoup de modèles de groupes électrogènes, notamment le T22K. Elle a par contre un point faible ; elle n’affiche pas le facteur de puissance du générateur. De plus, cette carte ne dispose d’aucun moyen de connexion à distance pour signaler un problème, ce qui peut être très dangereux : en prenant le cas d’une banque alimenté par un groupe équipé d’une carte NEXYS, un jour de réunion où le responsable est à l’extérieur de l’entreprise. Si le groupe ne démarre pas, la société de maintenance ne pourra pas être informée de cette défaillance tant que le responsable ne sera pas là. Cela peut avoir de lourdes conséquences pour la banque, car les opérations seront interrompues. Le même cas de figure peut être pris pour une industrie fonctionnant 24h/24 dont le groupe électrogène tomberait en panne alors que le responsable est en réunion. C’est d’ailleurs l’une des raisons pour lesquelles les cartes NEXYS ne sont plus utilisées aujourd’hui, car la plupart des autres automates (notamment APM304, TELYS et KERYS) sont équipés d’une fonction de signalement de défauts à distance.
  36. 36. 35Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Voyons maintenant comment fonctionne tout cet ensemble. Nous avons séparément étudié le fonctionnement de chaque élément, maintenant nous allons changer d’échelle en passant de la pièce au groupe électrogène. V. Fonctionnement du T22K de SDMO Le T22K peut fonctionner de deux manières différentes. Il peut en effet être paramétré de manière à fonctionner automatiquement ou manuellement. 1. Le mode manuel Le groupe en mode manuel ne fonctionne que sur commande de l’utilisateur. Il ne prendra donc pas automatiquement le relais en cas de coupure. Pour démarrer le groupe, il faut d’abord s’assurer que son disjoncteur est ouvert. Par la suite :  Connecter la batterie (commencer par la cosse positive)  Tourner le commutateur à clé vers la position ON  Appuyer sur le bouton start. Pour arrêter le groupe, il suffit d’effectuer les actions suivantes :  Ouvrir le disjoncteur du groupe  Laisser le moteur tourner à vide pendant 1 à 2 minutes  Appuyer sur le bouton stop  Tourner la clé vers la position OFF. Un inconvénient évident du mode manuel est qu’il nécessite d’voir toujours quelqu’un pour la mise en marche du groupe. Le mode automatique permet de supprimer ce problème. 2. Le mode automatique Pour démarrer en mode automatique, le groupe doit recevoir un ordre extérieur provenant du coffret inverseur. Indispensable pour les groupes électrogènes, il sert à établir la liaison entre le groupe électrogène et la charge à alimenter. Il est connecté à la fois au secteur et au groupe, et donne en priorité le passage au secteur. Mais une fois qu’il y a coupure, le contacteur donne le passage au groupe. Voilà ce à quoi ressemble un inverseur ou TGBT :
  37. 37. 36Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Figure 30: TGBT Pour permettre au groupe de démarrer et donc de prendre rapidement le relais, il faut s’assurer que :  Le disjoncteur du groupe est ouvert  La batterie est connectée et en bon état de fonctionnement  Les contacteurs de l’inverseur de source sont en bon état de fonctionnement  Le mode AUTO est activé sur l’écran. 3. Processus de démarrage Lorsque le groupe est en arrêt, le chargeur statique situé dans la carte débite un courant à la batterie pour éviter qu’elle ne s’affaisse ; le groupe est ainsi prêt à démarrer à n’importe quel moment. Que ce soit en automatique ou en manuel, le processus de démarrage T22K est le même. L’appui sur le bouton start ou la réception d’un ordre extérieur venant de l’inverseur engendre les actions suivantes :  L’automate inhibe la pression d’huile : au repos, la pression d’huile est à zero. Mais pour que le groupe puisse fonctionner sans que les pièces internes ne se cassent, l’huile doit être mise sous pression.  Préchauffage de la chambre de combustion : cette opération est effectuée par les bougies de préchauffage, qui sont commandées via leur relais par l’automate.  Ouverture de l’électrovanne : une fois que la chambre de combustion est assez chauffée, l’automate coupe l’alimentation du relais de préchauffage pour alimenter celui de l’électrovanne. L’électrovanne s’ouvre donc pour permettre le passage du gazole.  Lancement du démarreur : le démarreur, alimenté par son relais libère le pignon qui s’agrippe au volant moteur pour le forcer à tourner. L’arrêt du démarreur se fait lorsque la vitesse de rotation de l’alternateur de charge atteint les 400 RPM. A ce moment, l’automate coupe l’alimentation du démarreur. Un groupe électrogène est fait pour débiter des tensions à la sortie. Celles-ci sont régulées grâce au régulateur de tension.
  38. 38. 37Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed L’automate vérifie continuellement si ces tensions sont bien présentes et ont des valeurs acceptables, si la température du moteur est bonne, la pression d’huile, le niveau de carburant et bien d’autres paramètres comme l’état de fonctionnement de l’alternateur de charge. Ce dernier doit en effet débiter une tension continue comprise entre 14 et 14.5 Volts pour alimenter la batterie. A la suite de ces vérifications, le voyant OK s’allume en vert pour montrer que le groupe est prêt à alimenter une charge. Si un des paramètres n’est pas bon, le groupe s’arrête en indiquant à l’aide d’un pictogramme le défaut responsable de cet arrêt. Les pictogrammes suivants montrent l’état de fonctionnement du groupe : Figure 31: Pictogrammes de la carte NEXYS La signification de ces pictogrammes est la suivante : N˚ Signification Couleur 1 Groupe électrogène sous tension Verte, allumée fixe 2 Indication d’arrêt d’urgence enclenché Rouge, allumée fixe 3 Visualisation de la phase de démarrage et de stabilisation en vitesse et tension Verte, clignotement Bon fonctionnement du groupe ou prêt à débiter Verte, allumée fixe 4 Alarme générale Orange, clignotement 5 Défaut général Rouge, clignotement Tel est donc le mode de fonctionnement du groupe électrogène T22K de SDMO.
  39. 39. 38Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed Troisième partie : Conclusion
  40. 40. 39Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed I. Conclusion Arrivés au terme de ce rapport, nous pouvons dire que nous avons vu la plupart des détails à savoir sur un groupe électrogène T22K de SDMO. Après avoir montré les différents circuits du moteur, nous avons montré les parties de l’alternateur, de l’automate, montré les deux modes de fonctionnements et la manière dont démarre un groupe électrogène. Nous avons vu les pictogrammes importants à connaitre sur une carte de type NEXYS, et donc nous pouvons dire que nous avons atteint l’objectif de ce rapport qui était de montrer le principe de fonctionnement du groupe électrogène T22K de SDMO. Tous les groupes électrogènes fonctionnant plus ou moins de la même manière, apprendre comment fonctionne un groupe électrogène permet d’avoir une idée de comment fonctionnent les autres. Quel que soit le fabricant, ou encore ma marque du moteur du groupe, tous démarrent pratiquement de la même manière, et seul l’aspect des pièces change. Voir comment un groupe de moyenne puissance fonctionne permet donc d’avoir une vision globale pour les groupes plus puissants. Ce stage fut une grande expérience, tant sur le plan professionnel que moral car il a permis de comprendre énormément de choses quant au fonctionnement d’une entreprise, mais aussi au fonctionnement d’un moteur, d’un alternateur, d’un groupe électrogène, et la procédure de dépannage de celui-ci.
  41. 41. 40Principe de fonctionnement d’un groupe électrogène : cas du T22K de SDMO Rapport de Stage effectué à SAE Douala, rédigé et soutenu par Alioum Serouis Mohamed II. Suggestions Le stage académique effectué au sein de l’entreprise SAE Douala s’est passé dans de bonnes conditions en général. Cependant certains manquements que ce soit au plan organisationnel comme procédural ont pu être notés. Ils sont les suivants :  Les stagiaires académiques n’ont pas la possibilité de sortir de l’entreprise pendant leur période de stage. Ceci fait en sorte qu’ils ne puissent pas assister aux interventions qui se font hors de l’entreprise. Or ce sont celles qui procurent le plus d’expérience, car les cas sont plus difficiles à gérer, l’environnement de travail et les conditions étant différentes de celles de la base.  Les stagiaires académiques ne sont pas équipés de chaussures de sécurité.  Le manque d’une organisation structurée et respectée fait en sorte que certaines procédures trainent, comme le diagnostic d’un onduleur ou groupe électrogène par exemple. III. Sources Pour mener à bien ce rapport, les sources utilisées furent :  Le Guide d’Utilisation et d’Entretien du Groupe Electrogène T22K  Le Guide d’Utilisation de la Carte NEXYS 2  La bibliothèque en ligne Wikipédia : www.wikipedia.org  Le site officiel de SDMO : www.sdmo.com

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