Projet PFE: Réalisation d'une armoire électrique

‫الم‬‫برادس‬ ‫التكنولــوجية‬ ‫للدراســات‬ ‫العــالي‬ ‫عهد‬
‫قس‬‫ــ‬‫الهندس‬ ‫م‬‫ــــ‬‫الكهرب‬ ‫ة‬‫ـــــــــــــ‬‫ائية‬
1
République Tunisienne
Ministère de l'enseignement Supérieur
et de la recherche Scientifique
Rapport de Stage de Fin du Parcours
LICENCE APPLIQUEE EN GENIE ELECTRIQUE
Entreprise d’accueil :
L’OFFICE NATIONAL DE L'ASSAINISSEMENT
(ONAS)
Réalisé par : Ridha Chayeh et Souhail Foudhaili
Encadrés par :
Encadreur Entreprise : Mr. Anis Laboudi
Encadreur ISET : Mme. Bouthaina Sfaihi
Année universitaire : 2015/2016 Code : S16/2016
Etude, Conception et Réalisation
d'une armoire électrique pour la
Station de Pompage SP2 Rades avec la
mise en place d'un système de Télégestion

Dédicaces
Je profite de cette occasion
Pour remercier les personnes qui me sont les plus chères
Une dédicace ne pourrait exprimer.
La profondeur des sentiments que j’éprouve pour vous.
A ma mère Laila
Tu es ma source d’amour et de succès ;
Tu es m’as tout donné d’abord la vie, ensuite tu m’as consacré la tienne.
Tu as attendu ce beau jour et maintenant ma réussite t’est dédiée.
A mon père Salah
Tu as toujours été pour moi le vrai père
A tous mes amis et à tous ceux qui m’aiment.
Souhail Foudhaili

Dédicaces
Je dédie ce modeste travail
A celle qui m’a appris les sens du travail et de la responsabilité,
Ma très chère mère Monjia
A la plus tendre des mères pour ces sacrifices qui sont inoubliables
Et pour tout ce qu’elle a fait pour mon éducation,
Je lui dédie ce travail en témoignage
De ma grande affectation
Que dieu lui procure santé, bonheur et longue vie.
A mon très cher père Mohamed
Et son soutien moral Je leur souhaite un avenir radieux avec beaucoup de succès
et de bonheur.
A ma chère sœur Hanèn
Et mon frère Kays
A mes adorables amis
Je leur souhaite une vie pleine de bonheur, de joie et de succès
Ridha Chayeh

Remerciements
Nous adressons à travers ce rapport un message de sincères remerciements à
toute l’équipe enseignante à L’ISET et toute l'équipe de maintenance de
l'ONAS pour leurs efforts et leur bienveillance.
Nous remercions Mr. Anis Labboudi, le chef technique et notre encadreur qui
nous a donné l’opportunité de bénéficier de sa large expérience.
Un remerciement spécial à Mme. Bouthaina Sfaihi; notre encadreur à l’ISET de
RADES pour ses conseils, ses rigoureuses directives et son sens professionnel.
Nous remercions également Mr. Chokri Harbaoui pour leur support et
encouragement
Un remerciement amical et spécial à tous les membres de l’atelier de
l’entreprise.
Nous adressons nos sincères remerciements aux membres du jury pour nous
avoir honorés en acceptant de jury notre travail.
Finalement, nous adressons nos remerciements à l’ISET de rades,
particulièrement aux enseignants du département Génie Electrique.

Sommaire
Introduction générale 1
Présentation d’entreprise 2
Chapitre 1 : Description et Analyse de la Station de Pompage 3
Introduction : 4
I. Description de la station de pompage : 4
I.1 Rôle des stations de pompage en assainissement : 4
I.2 Principe de fonctionnement de la station de pompage : 4
I.3 Grafcet de fonctionnement de la station de pompage 6
II. Formulation du problème et cahier des charges: 7
II.1 Solution actuelle 7
II.2 Cahier de charges 8
III. Analyse fonctionnelle de la solution: 8
IV. Présentation de la solution adoptée : 9
IV.1 Mode de fonctionnement de la station de pompage automatisée : 9
IV.2 Niveaux d’asservissement : 10
IV.3 Solution matérielle 10
Conclusion : 13
Chapitre 2 : Analyse en Puissance 14
Introduction : 15
I. Bilan Des Puissances: : 15
I.1 Les Prises De Courant : 15
I.2 Eclairage : 16
I.3 ElectroPompe : 16
I.4 Puissance totale : 17
II. Méthodologie de dimensionnement d'une installation électrique : 17
II.1 Choix du transformateur : 18
II.2 Choix des protections : 18
II.3 Détermination des courants d'emploi pour chaque départ: 18
II.4 Détermination de courants d'emploi pour le disjoncteur général : 19
II.5 Le courants d'emploi pour le départ de pompe : 19
II.6 Choix des calibres des dispositifs de protection : 19
II.7 Calcul des calibres des dispositifs de protection : 19
II.8 Section des conducteurs : 20
II.8.1 Calcul des sections des conducteurs : 20

II.8.2 Lettre de sélection : 21
II.8.3 Le courant nominal admissible : 21
II.8.4 Section de Câble pour un disjoncteur général : 21
II.8.5 Section ducâble pour la pompe : 21
II.8.6 Section de Câble pour le prise de courant: 22
II.8.7 Section de câble pour l’éclairage 22
II.9 Calcul de la chute de tension en ligne: 23
II.9.1 Chute de tension de câble de transformateur : 23
II.9.2 Chute de tension d’alimentation des pompes : 23
II.9.3 Chute de tension de prise triphasée : 23
II.9.4 Chute de tension de prise monophasée : 24
II.9.5 Chute de tension de l’éclairage : 24
II.10 Calcul du courant de court-circuit Icc: 24
II.11 Références des organes de protection: 26
II.11.1 Disjoncteurs : 26
II.11.2 Contacteurs : 27
II.11.3 Relais thermique : 27
II.11.4 Contacteur auxiliaire: 27
II.12 Choix du transformateur de commande et signalisation: 27
II.12.1 Puissance d'appel : 27
II.12.2 Protection amont (primaire) du transformateur : 28
II.12.3 Protection aval transformateur : 28
II.13 Coffrets d’armoire électrique : 29
Conclusion : 29
Chapitre 3 : Commande de la Station de Pompage 30
Introduction: 31
I. Automatisation du système d'étude: 31
I.1 Automate programmable industriel SIMATIC S7-1200 31
I.2 Variables du système d’étude 31
I.3 Grafcets de fonctionnement du système 32
a. Grafcet de sécurité : 32
b. GRAFCET partie commende 33
I.4 Programmation de l’automate industriel 34
II. Télégestion: 35
II.1 Présentation de la télégestion 35

II.2 Mise en place d’un système de télégestion d’une station de pompage 35
II.2.1 Description du réseau de télégestion et spécification de matérielles 35
II.2.2 Télégestion de la station de pompage 2+1 38
II.2.3 Transmission des alarmes et des données 38
II.3 Paramétrages des variables d’entrées/sorties de la station 39
II.4 Simulation: 44
Conclusion: 45
Conclusion Générale 46
Annexe: 48
Annexe 1 : Puissance 48
Annexe 2 : Facteur de réserve 49
Annexe 3 : Section de câble 50
Annexe 4 : Chute de tension 52
Annexe 5 : Courant de court-circuit 54
Annexe 6 : choix des équipements 55
Annexe 7 : Contacteur auxiliaire 58
Annexe 8 : Choix du transformateur 59
Annexe 9 : Plan de l’armoire électrique 62
Annexe 10 : schéma Ladder de program 79
Annexe 11 : Armoires Electriques 99
Annexe 12 : Plan d'armoire ancienne 105

Liste des Figures
Figure 1: Synoptique Station de pompage 5
Figure 2:Grafcet de fonctionnement de la station de pompage 6
Figure 3:Ancienne armoire 7
Figure 4: l'analyse fonctionnelle Niveau A-0 8
Figure 5: l'analyse fonctionnelle Niveau A0 9
Figure 6: Electropompe flygt 11
Figure 7: Flotteur 12
Figure 8: Sonde ultrasonique FMU41 12
Figure 9:Méthodologie de choix d’une canalisation et de son dispositif de protection pour un circuit 18
Figure 10: Caractéristique du câble 20
Figure 11:Schéma descriptif de l'armoire électrique 29
Figure 12:Automate de télégestion IRIO 37
Figure 13 : interfaces IRIO 37
Figure 14:Les différents entrés sorties sur l’automate IRIO 38
Figure 15:Modem intégrés dans l’automate 39
Figure 16:Connexion de périphérique IRIO 40
Figure 17:Fonctionnement du modem GSM 40
Figure 18 : Entrées sorties de la station 41
Figure 19:Pompe1 à l’état normal 41
Figure 20:Vérification de la liaison GSM 42
Figure 21:Destinateur alarme 42
Figure 22:Destinataire astreinte 43
Figure 23:Défaut de la pompe 1 43
Figure 24:Activation d’alarme 44
Figure 25:Maquette de Télégestion 44

Liste des Tableaus
Tableau 1:Caractéristique électrique des prises des courants 15
Tableau 2:Caractéristique électrique d’éclairage 16
Tableau 3:Caractéristique électrique pour la pompe 16
Tableau 4:Puissance totale des appareils alimentés par le réseau 17
Tableau 5:Détermination des calibres des disjoncteurs 1 19
Tableau 6:Calcul des calibres des dispositifs de protection 20
Tableau 7: Section du câble pour le disjoncteur général 21
Tableau 8:section de câble pour la pompe 22
Tableau 9:section de câble pour la prise de courant 22
Tableau 10:section de câble pour l’éclairage 23
Tableau 11:intensités de court-circuit (kA) 26
Tableau 12 : Choix des disjoncteurs 26
Tableau 13: Référence des contacteurs 27
Tableau 14:Références de relais thermique 27
Tableau 15: Liste des Entrées etSorties du système 32

1
Introduction générale
Les eaux usées sont toutes les eaux chargées de différents éléments provenant de la
population mais aussi des activités commerciales et industrielles du fait qu'elles ont été
utilisées pour le lavage, qui sont de nature à polluer les milieux dans lesquelles elles seront
déversées. C'est pourquoi, dans un souci de respect de ces différents milieux, des traitements
sont réalisés sur ces effluents par le réseau d'assainissement urbain. Ces traitements peuvent
être réalisés de manière collective dans une station d'épuration ou de manière individuelle.
Dans cette perspective, L’Office National d’Assainissement (ONAS)nous propose dans le
cadre de notre projet de fin d’études, à définir l’étude, conception et réalisation d'une armoire
électrique pour la station de pompage SP2 Rades avec la mise en place d'un système de
télégestion.
Notre objectif est de faire le dimensionnement des équipements électriques, le choix
des composants, la protection de l’installation, l’automatisation du système de pompage, le
contrôle, l’automatisation et la gestion à distance d’une station de pompage
Ce présent rapport est articulé autour de trois chapitres.
Le premier chapitre description et analyse du système d’étude il s’intéresse sur la description
de la station de pompage puis on discutera l’ancienne solution avec la solution adoptée, Le
deuxième chapitre analyse de la partie puissance présent le bilan des puissances de chaque
équipement on puis on déterminer le dimensionnement d’une installation électrique. Enfin le
dernier chapitre analyse de la partie commande consiste des deux parties programmation
d’automate programmable et mise en place le système de télégestion.

2
Présentation d’entreprise
L’Office National de l'Assainissement <<ONAS>> a été créé en vertu de la loi n° 73/74 en
date du 3 août 1974, avec pour mission dássurer la gestion du secteur de lássainissement.
La loi portant création de lÓffice a été amendée par la loi n°93/41, datée du 19 avril 1993, en
vertu de laquelle l'ONAS est passé du rôle de gestionnaire du réseau d'assainissement à celui
de principal intervenant dans le domaine de la protection du milieu hydrique et de la lutte
contre toutes les sources de pollution.
LÓNAS est un établissement public à caractère industriel et commercial, doté de la
personnalité civile et de láutonomie financière. Il est placé sous la tutelle du Ministère de
lÉnvironnement et de Développement durable.
Les domaines d’intervention de l’ONAS englobent :
Les etudes
Les plans directeurs d’assainissement des villes et des gouvernorats, les études de faisabilité,
les études prospectives ainsi que les études d'exécution relatives aux réseaux
d’assainissement, aux stations d’épuration et de pompage.
Les travaux
Réalisation des projets d’assainissement et le contrôle des projets réalisés par les autres
intervenants tels que les promoteurs immobiliers, publics ou privés....
L’exploitation et l’entretien des réseaux et des ouvrages d’assainissement
L’ONAS intervient entièrement et directement dans toutes les zones prises en charge par
décret.
L’assistance technique
L’ONAS apporte assistance technique et conseil aux collectivités locales et autres organismes
publics ou privés dans le domaine de la lutte contre la pollution hydrique.

3
Chapitre 1 :
Description et Analyse de la
Station de Pompage

Chapitre 1 : Description et analyse de la station de pompage
4
Introduction :
Pour l’étude des stations de pompage et de relèvement, il faut tenir compte de l’équipement
en général. Les stations de pompage et de relèvement sont simples et accessibles, où les
pompes immergées sont installées dans la bâche d’eau pour garantir une haute sécurité.
Tout au long de ce chapitre, nous décrirons la station de pompage. Ensuite, nous formulons le
problème et présentons le cahier des charges. Par suie, nous développerons une analyse
fonctionnelle de la solution adoptée. Enfin, nous présenterons le grafcet de fonctionnement du
système automatisé et le choix matériel correspondant à la solution.
I. Description de la station de pompage :
Une station de pompage, c’est l’ensemble d’équipement hydro-électro-mécaniques, nécessaire
pour assurer le prélèvement d’eau depuis le réservoir intermédiaire vers une autre station de
pompage ou d’épuration.
I.1 Rôle des stations de pompage en assainissement :
o Faire véhiculer les eaux usées gravitairement
o Eviter de caler le réseau à des profondeurs excessives,
o Permettre d’élever le niveau des eaux usées d’un point à un autre en vue de leur
déversement dans des ouvrages tels que regards de visite ou autres ouvrages spéciaux.
I.2 Principe de fonctionnement de la station de pompage :
La station de pompage comprend essentiellement un réservoir d’eau usée et trois
électropompes. C’est une station de pompage de type (2+1) .
Les trois pompes fonctionneront en permutation cyclique.
Le fonctionnement des pompes est asservi par des flotteurs détectant le niveau d’eau
dans la bâche.
Nous avons 5 niveaux d’eau :
NTB : niveaux très bas
NB : niveau bas
NH1 : niveaux haut 1
NH2 : niveaux haut 2
NTH : niveaux très haut

5
Figure 1: Synoptique Station de pompage
Pour expliquer le principe de fonctionnement nous supposons que la bâche est
initialement vide et que les trois pompes sont en mode automatique.
 Si le niveau d’eau atteint
 NTB : couper la tension de circuit de commande (rien ne
fonctionnent)
 NB : le niveau que les pompes s’arrêt et faire la permutation
 NH1 : une seule pompe fonctionne
 NH2 : deux pompes fonctionnent simultanément
 NTH : les deux pompes fonctionnent et activation d’alarme

6
I.3 Grafcet de fonctionnement de la station de pompage
Figure 2:Grafcet de fonctionnement de la station de pompage

7
II. Formulation du problème et cahier des charges:
II.1 Solution actuelle
la figure suivent représente l'ancienne armoire:
Figure 3:Ancienne armoire

8
Inconvénients de la solution actuelle :
- La solution est basée sur la logique câblée ;
- Les composants sont obsolètes,
- La maintenance est difficile.
Il s’avère alors important d’automatiser le fonctionnement de la station de pompage.
II.2 Cahier de charges
Notre projet portera sur la conception de l’armoire électrique qui commande la station de
pompage de Rades et portera un système de télégestion pour contrôler à distance la station.
L’étude de l’armoire électrique doit tenir compte de la permutation entre les trois pompes :
permutation classique et permutation suivi de l’automate.
Notre solution technique est basée sur :
- La conception des schémas électriques de puissance et de commande,
- Le câblage de l’armoire électrique,
- Programmation de l’automate,
- Mise en place le système de télégestion.
III. Analyse fonctionnelle de la solution
Les deux figure suivante représentant l'analyse fonctionnelle S.A.D.T de la station :
Niveau A-0 :
Réglage présence d'énergie
Energie électrique Eaux usées évacuée
Eaux usées SMS
Bruit, chaleur
Partie commande de station de pompage
Figure 4: l'analyse fonctionnelle Niveau A-0
Automatiser la station de pompage
A-0

9
Niveau A0 :
Figure 5: l'analyse fonctionnelle Niveau A0
IV. Présentation de la solution adoptée :
IV.1 Mode de fonctionnement de la station de pompage automatisée :
Le mode de fonctionnement de la station de pompage est déterminé par 3 sélecteurs de mode à 3
positions (Manuel–Arrêt–Automatique):
Position Arrêt : Aucune mise en service de pompe n’est possible
Position Manuel : permet la mise en service des pompes séparément par des boutons
marche-Arrêt à condition que le niveau d’eau dans la bâche ne soit pas inférieur au
niveau_très_bas.
Le circuit de commande, pour ce mode manuel, doit être indépendant de l’automate
programmable.
Position Automatique : permet la mise en service automatique des pompes gérée par
l’automate programmable et asservie aux seuils de niveau, détectés par la sonde à

10
ultrasons, et paramétrables à partir de la console de paramétrage intègre .
Les trois pompes fonctionneront en permutation cyclique.
IV.2 Niveaux d’asservissement :
Le fonctionnement des pompes est asservi par deux flotteurs et d'une sonde ultrasonique
pour la mesure de niveau d’eau dans la bâche.
Nous avons 5 niveaux d’eau :
- Niveau_très_bas: L’arrêt de fonctionnement des pompes en mode manuel et
automatique. (Un flotteur)
- Niveau_Bas : Arrête les pompes en service en mode de fonctionnement automatique et
permute l’ordre de marche des pompes. (Sonde ultrasonique)
- Niveau_Haut_1 : Met en service la pompe ayant la priorité de mise en marche (la
permutation se fait automatiquement). (Sonde ultrasonique)
- Niveau_Haut_2 : Met en service la deuxième pompe ayant la priorité de mise en
marche. (Sonde ultrasonique)
- Niveau_Très_Haut : déclenche une alarme sonore et visuelle. (Un flotteur)
IV.3 Solution matérielle
L’installation comporte :
 Un départ pour chaque pompe, chaque départ est protégé par un disjoncteur
différentiel.
 Un départ pour l’éclairage intérieur protégé par disjoncteur différentiel.
 Deux départs pour prise de courant sont protégés par un disjoncteur différentiel.
Liste des équipements électriques :
a. Électropompes :
Pour les caractéristiques techniques des équipements on a relevé principalement les
indications des plaques signalétiques des électropompes dont les caractéristiques techniques
sont :

11
Figure 6: Electropompe flygt
De plus la station est équipée par des équipements d’éclairage intérieur et des départs pour
prises de courant.
- Eclairage : 230 V / 50 Hz
- Prise monophasé : 230 V / 50 Hz
- Prise triphasé : 400 V / 50 Hz

12
b. Détecteurs de niveaux (flotteurs):
Flotteur écologique sans mercure et sans plomb.
Application : détection de niveau pour eaux usées très chargées.
Caractéristique technique du flotteur :
- Indice de protection : IP68
- Pouvoir de coupure minimale : 5 A/250 v.
- Isolation interruptrice : classe II.
- Commande par micro interrupteur.
- Matériaux de l’enveloppe : polypropylène.
- Profondeur minimale d’immersion : 15 m.
- Résister au choc.
Câble de flotteur :
- Câble immergé
- Longueur minimale du câble : 15m.
- Nombre de fils : 3x1mm²
Figure 7: Flotteur
c. Détecteurs de niveaux (sonde ultrasonique):
- Type : Sonde ultrasonique FMU41
- Marque : «Endress & Hauser»
- Afficheur: LCD
- Liquide mesuré: eaux usées
- Plage de mesure: de 0 à 8 m
- Signal de sortie: de 4 à 20 mA
- Précision de mesure: ±2%
- Type de protection: IP 67
Figure 8: Sonde ultrasonique FMU41

13
Conclusion :
Dans ce chapitre, nous avons défini la station de pompage et son fonctionnement, les
différents éléments d’une installation électrique à la fin, on a étudié les critères de choix des
différents équipements pour faciliter le dimensionnement dans le chapitre suivant.

14
Chapitre 2 :
Analyse en Puissance

Chapitre 2 : Analyse en Puissance
15
Introduction :
Les armoires de commande représentent la partie essentielle d’une station de pompage. En
effet tous les défauts qui peuvent arriver lors du fonctionnement sont indiqués à l’aide des
voyants existant dans ces armoires, ce qui facilite la tâche pour les employés. En plus, elles
permettent la commande de la station de pompage, comme elles protègent l’installation contre
les surtensions. Tout au long de ce chapitre, nous effectuerons le bilan des puissances.
Ensuite, nous calculerons le dimensionnement d’une installation électrique (choix des
équipements, section des conducteurs, chute de tension, courant de court-circuit, les
références des organes de protection).
I. Bilan Des Puissances :
La puissance apparente est utilisée pour quantifier la capacité de puissance d’un transformateur
et pour ce là on va calculer la puissance apparente absorbé par les équipements de stations de
pompage. Voir (Annexe 1)
I.1 Les Prises De Courant :
Au local d’une station de pompage, il est nécessaire de placer des prises de courant
monophasé et triphasé pour une éventuelle utilisation. Le choix de courant nominal est en
fonction de la nature du récepteur. On considère pour les prises une charge résistive.
Prise triphasé 3P+N+PE Prise monophasé 1P+N+PE
Nombre de prise Une seule prise Une seule prise
Courant I = 16 A I = 16 A
Tension U = 400 V U= 230 V
Puissance active
𝑃 = √3 × 𝑈 × 𝐼 × 𝑐𝑜𝑠𝜑
P = 11.08 KW
𝑃 = 𝑈 × 𝐼 × 𝑐𝑜𝑠𝜑
P = 3.68 KW
Puissance réactive 𝑄 = √3 × 𝑈 × 𝐼 × 𝑠𝑖𝑛𝜑
Q = 0 VAR
𝑄 = 𝑈 × 𝐼 × 𝑠𝑖𝑛𝜑
Q = 0 VAR
Puissance apparente
𝑆 = √(𝑄2
+ 𝑃2
) = 14.76 𝐾𝑉𝐴
Tableau 1:Caractéristique électrique des prises des courants

16
Remarque :
Puisque les prises des courant sont rarement utilisées et leur puissance n’atteint pas sa valeur
nominale, il faut appliquer le facteur de simultanéité et le facteur d’utilisation des appareils.
Donc: 𝑺𝒑 = 𝑺 ∗ 𝑲𝒖 ∗ 𝑲𝒔 = 𝟏𝟒. 𝟕𝟔𝑲𝑽𝑨
 Sp: Puissance d’utilisation en [KVA]
 Ku : Coefficient d’utilisation où Ku=1
 Ks : Coefficient de simultanéité où Ks=1
I.2 Eclairage :
L’éclairage intérieur est un seul tube fluorescent qui a les caractéristiques suivantes :
Eclairage intérieur
Désignation Tube fluorescente
Nombre 1
Puissance active P = 15 W
cos𝝋 0.86
Puissance réactive 𝑄 =8.9 VAR
Puissance apparente 𝑆 = √(𝑄2
+ 𝑃2
) =17.44 VA
Tableau 2:Caractéristique électrique d’éclairage
𝑺𝒑 = 𝑺 ∗ 𝑲𝒖 ∗ 𝑲𝒔 = 𝟏𝟕. 𝟒𝟒𝑽𝑨
Avec : Ku=1 ; Ks=1
I.3 Electropompe :
Le tableau suivent contienne la caractéristique électrique d'une Electro pompe :
Courant absorbé In = 19 A
Tension nominal Un = 400 V
Puissance active
P =
P utile de pompe
μ
=
9
0.835
= 10.77𝐾𝑊
Facteur de puissance cos𝜑 = 0.81
Puissance réactive 𝑄 = √3 × 𝑈 × 𝐼 × 𝑠𝑖𝑛𝜑 = 7.71 𝐾𝑉𝐴𝑅
Puissance apparente 𝑆 = √(𝑄2
+ 𝑃2
) =13.24KVA
Tableau 3:Caractéristique électrique pour la pompe

17
𝑺𝒑 = 𝑺 ∗ 𝑲𝒖 ∗ 𝑲𝒔 = 𝟖. 𝟗𝟒𝑲𝑽𝑨
Avec : Ku=0.75 ; Ks = 0 ,9
I.4 Puissance totale :
La puissance totale est la puissance de tous les appareils alimentés par le réseau dans le
tableau suivant :
Pompes Eclairage Prise Totale
P (KW) 2*10.77 0.015 14 .76 36.31
Q (KVAR) 2*7.71 0.008 0 15.42
S (KVAR) 𝑆𝑡 = √(𝑄2
+ 𝑃2
) =39.44KVA
Facteur de
puissance cos𝜑 =
36.31
39.44
= 0.92
Tableau 4:Puissance totale des appareils alimentés par le réseau
II. Méthodologie de dimensionnement d'une installation électrique :
Lorsque toutes les études préalables ont été effectuées (bilan de puissance, schéma de principe,
puissance de la source,), le dimensionnement d’une installation électrique peut se faire suivant la
chronologie ci-après :
Choix des protections
Déterminer les courants d'emploi pour chaque départ. Choix des dispositifs de
protection.
Section des conducteurs
Calcul des sections de câbles. (Vérifier le bon choix des dispositifs de
protection, la longueur maximale protégée et la contrainte thermique).
Données réseau
Définir la puissance à transporter.

18
Figure 9:Méthodologie de choix d’une canalisation et de son dispositif de
protection pour un circuit
II.1 Choix du transformateur :
La justification du choix du transformateur illustré à l'annexe 2
Une fois la puissance d’utilisation globale calculée on détermine la puissance du
transformateur MT/BT:
𝐒 𝐓𝐑 = 𝐒𝐭 ∗ 𝐊𝐞 = 𝟑𝟗. 𝟖𝟓 ∗ 𝟏. 𝟐𝟓 = 𝟒𝟗. 𝟑𝐊𝐕𝐀
 Ke : Facteur de réserve (on prend Ke = 1,25)
Après avoir fait le calcul de la puissance du transformateur. Le transformateur choisi doit
avoir une puissance apparente supérieure ou égale à la puissance d’utilisation (STR).
49,5 KVA < 63 KVA, alors le transformateur choisi est 63 KVA.
II.2 Choix des protections :
Le problème de la protection des installations consiste à définir la nature des
perturbations contre lesquels on doit se protéger, puis à choisir l’appareil capable de les
détecter et capable de les supprimer.
II.3 Détermination des courants d'emploi pour chaque départ :
On se référant au calcul de courant d’emploi existant dans le chapitre 1, on constate alors le
calcul suivant :
Contrôle
Vérification de la chute de tension. Compléter les dispositifs de protection
contre les contacts indirects.
Confirmation
Confirmation des sections de câbles et de leur bonne protection

19
II.4 Détermination de courants d'emploi pour le disjoncteur général :
Afin d’illustrer la méthodologie de calcul adapté, on se limitera sur un seul départ, du fait que
le principe de calcul est le même pour tous les départs.
 STR= 39.85KVA
 La tension nominale U = 400 V
 Le courant d’emploi : 𝐈𝐛 =
𝐒 𝐓𝐑
√𝟑∗𝐔
=
𝟑𝟗.𝟒𝟒
√𝟑∗𝟒𝟎𝟎
= 𝟓𝟔. 𝟗𝟐𝐀
II.5 Le courant d'emploi pour le départ de pompe :
 La puissance d’une pompe Pp = 9KW
 La tension nominale : U= 400 V
 Le courant d’emploi : 19 A
II.6 Choix des calibres des dispositifs de protection :
Après avoir calculé tous les courants d’emploi, on peut déterminer les calibres des dispositifs
de protection il suffit de vérifier la relation :𝐈𝐧 ≥ 𝐈𝐛
Et pour cela on a pris les calibres existant dans les tableaux de choix des disjoncteurs
magnétothermique, disjoncteur moteur et les contacteurs (annexe 1 « tableaux donnés par les
constructeurs suivant la norme NFC15-100 »)
II.7 Calcul des calibres des dispositifs de protection :
Les tableaux suivants présentent les résultats de calcul effectué
Calibre choisie In(A)
Eclairage intérieur
Disjoncteur
magnétothermique
6 A
Prise monophasée
Disjoncteur
magnétothermique
16 A
Prise triphasée Disjoncteur
magnétothermique
16 A
Tableau 5:Détermination des calibres des disjoncteurs

20
Courant d’emploi(A) Calibre choisie (A)
Disjoncteur général 56.92 63 A
Départ Pompe
Disjoncteur 19 25 A
Contacteur pou
démarrage étoile
triangle
𝐉 =
𝐈
√𝟑
=
𝟐𝟎, 𝟔𝟏
√𝟑
= 𝟏𝟏, 𝟖𝟗
18 A
Tableau 6:Calcul des calibres des dispositifs de protection
II.8 Section des conducteurs :
En conformité avec les recommandations de la norme NF C 15-100, le choix des sections des
câbles doit satisfaire plusieurs conditions importantes pour assurer la sûreté de l’installation.
Voir (Annexe 3)
II.8.1 Calcul des sections des conducteurs :
D’après le cahier de charge les câbles basse tension pour les circuits de puissance seront non
armés à isolement sec au PRC (caoutchouc butyle vulcanisé)
 Tension de service 1000V
 Type 1000 R 02 V :
- 1000 : tension nominale 1000V
- R : enveloppe isolante en polyéthylène réticulé
- 0 : aucun bourrage
- 2 : gaine de protection épaisse
- V : gaine de protection en PVC (polychlorure de vinyle)
Figure 10: Caractéristique du câble

21
II.8.2 Lettre de sélection :
D’après le cahier de charge les fils à l’intérieur de l’armoire seront placés dans des goulottes
en PVC alors la lettre de sélection est B. D’autre part les câbles électriques seront posés soit
en caniveaux, soit en chemin de câble Dans des fourreaux en PVC alors la lettre de sélection
est E.
II.8.3 Le courant nominal admissible :
Pour les circuits protégés par des disjoncteurs, le courant admissible est égal au courant
nominal (calibre de disjoncteur).𝐈𝐳 = 𝐈𝐧
 Iz : est la valeur d’intensité que peut supporter, dans des conditions données, un
conducteur sans que sa température soit supérieure à la valeur spécifiée.
II.8.4 Section de Câble pour un disjoncteur général :
Le tableau suivant représente Section du câble pour le disjoncteur général :
Câble général
Courant admissible
Pour les circuits protégés par des disjoncteurs, le courant
admissible est égal au courant nominal (calibre de
disjoncteur). 𝐼𝑧 = 𝐼𝑛 = 63 𝐴
Lettre de sélection La lettre de sélection choisie est E
Facteur de sélection
𝐾 = 𝐾1 × 𝐾2 × 𝐾3
Avec : K1 = 1 ; K2 = 1 ; K3 = 0,93 ; Kn = 1.45
Donc K= 1. 34
Intensité fictive
On a : 𝐼𝑧′
=
Iz
K
=
63
0,93
= 47.01
Section de câble Câble de cuivre de section 10 mm²
Tableau 7: Section du câble pour le disjoncteur général
II.8.5 Section de câble pour la pompe :
Le tableau suivant représente la section de câble pour les électropompes :
Câble général
Courant admissible

22
Lettre de sélection La lettre de sélection choisie est B
𝐾 = 𝐾1 × 𝐾2 × 𝐾3
Avec : K1 = 1 ; K2 = 1 ; K3 = 0,93 ; Kn = 0.84
Donc K= 0.78
Intensité fictive
On a : 𝐼𝑧′
=
Iz
K
=
25
0,78
= 32.05
Section de câble Câble de cuivre de section 6 mm²
Tableau 8:section de câble pour la pompe
II.8.6 Section de Câble pour le prise de courant :
le tableau suivant représente la section de câble pour le prise de courant:
Câble général
Courant admissible
𝐾 = 𝐾1 × 𝐾2 × 𝐾3
Avec : K1 = 1 ; K2 = 1 ; K3 = 0,93 ; Kn = 0.84
Donc K= 0.78
Intensité fictive
On a : 𝐼𝑧′
=
Iz
K
=
16
0,78
= 20.51
Section de câble Câble de cuivre de section 2.5 mm²
Tableau 9:section de câble pour la prise de courant
II.8.7 Section de câble pour l’éclairage
le tableau suivant représente la section de câble pour l'éclairage:
Câble général
Courant admissible
𝐾 = 𝐾1 × 𝐾2 × 𝐾3

23
Facteur de sélection Avec : K1 = 1 ; K2 = 1 ; K3 = 0,93 ; Kn = 0.84
Donc K= 0.78
Intensité fictive
On a : 𝐼𝑧′
=
Iz
K
=
10
0,78
= 12.82
Section de câble Câble de cuivre de section 1.5 mm²
Tableau 10:section de câble pour l’éclairage
II.9 Calcul de la chute de tension en ligne :
L’impédance d’un câble est faible mais non nul, lorsqu’il est traversé par le courant, il y a eu
une chute de tension entre son origine et son extrémité.
Si la chute de tension est supérieure aux valeurs limites admises. Il y a lieu d’augmenter la
section des conducteurs jusqu’à ce que la chute de tension inférieure aux valeurs prescrites.
On se basant sur l’annexe n°4 : On va déterminer les chutes de tension.
II.9.1 Chute de tension de câble de transformateur :
La chute de tension dans 100 mètres est 8.4%, sachant que la longueur du câble est 30
mètres∆𝐔𝐭 =
𝟖.𝟒
𝟏𝟎𝟎
× 𝟑𝟎 = 𝟐. 𝟓𝟐
II.9.2 Chute de tension d’alimentation des pompes :
La chute de tension dans 100 mètres est 5%, sachant que la longueur du câble est 20 mètres
∆𝐔 =
𝟓
𝟏𝟎𝟎
× 𝟐𝟎 = 𝟏
∆𝐔 𝐩 = ∆𝐔𝐭 + ∆𝐔 = 𝟑. 𝟓𝟐
La norme NF C 15-100 impose que la chute de tension entre l’origine de l’installation BT et
tout point d’utilisation n’excède pas 8 % pour abonnée propriétaire de poste publique MT/BT.
∆𝐔𝐩 ≤ 𝟖% Donc cette chute est acceptable.
II.9.3 Chute de tension de prise triphasée :
La chute de tension dans 100 mètres est 5 %, sachant que la langueur du câble est 2 mètres
∆𝐔 =
𝟓
𝟏𝟎𝟎
× 𝟐 = 𝟎. 𝟏
∆𝐔𝐭𝐫 = ∆𝐔𝐭 + ∆𝐔 = 𝟐. 𝟔𝟑
∆𝐔𝐩 ≤ 𝟖% Donc cette chute est acceptable.

24
II.9.4 Chute de tension de prise monophasée :
La chute de tension dans 100 mètres est 5 %, sachant que la langueur du câble est 2 mètres
∆𝐔 =
𝟓
𝟏𝟎𝟎
× 𝟐 = 𝟎. 𝟏
∆𝐔 𝐩 = ∆𝐔𝐭 + ∆𝐔 = 𝟐. 𝟔𝟑
∆𝐔𝐩 ≤ 𝟓% Donc cette chute est acceptable.
II.9.5 Chute de tension de l’éclairage :
La chute de tension dans 100 mètres est 5.2 %, sachant que la langueur du câble est 2 mètres
∆𝐔 =
𝟓. 𝟐
𝟏𝟎𝟎
× 𝟐 = 𝟎. 𝟏
∆𝐔 𝐩 = ∆𝐔𝐭 + ∆𝐔 = 𝟐. 𝟔𝟑
∆𝐔𝐩 ≤ 𝟑% Donc cette chute est acceptable.
II.10 Calcul du courant de court-circuit Icc :
La détermination des intensités du court-circuit est la base de la conception d’un réseau, et
elle nous permet déterminer
 La pouvoir de coupure des appareils de protection et le temps de coupure des disjoncteurs,
 La tenue du câble de la canalisation électrique,
 La sécurité de protections,
Pour calculer la valeur de courant de court-circuit on doit calculer tout d’abord les résistances
et les réactances de chaque partie de schéma unifilaire de l’installation
 Un transformateur TR,
 Un disjoncteur principal de la station
 Les câbles
 Les disjoncteurs différentiels : Q1, Q2, Q3

25
Schéma Eléments
considérés
Résistance R Réactance X
réseau amont
𝑆𝑐𝑐 = 500 𝑀𝑉𝐴
R1 = 0.1 × ZQ
R1 = 0.035 mΩ
X1 = 0.995 × ZQ
X1 = 0.35 mΩ
Transformateur
𝑆 𝑛𝑡 = 63 𝐾𝑉𝐴
𝑈 𝐾𝑟 = 4.5 %
𝑈 = 400 𝑉
𝑃𝑐𝑢 = 1640 𝑊
𝑅2 =
𝑊𝑐 × 𝑈2
× 10−3
𝑆2
𝑅2 =
1340 × 4002
× 10−3
632
𝑅2 =0.054 mΩ
Z2=
𝑈𝑐𝑐 × 𝑈2
100 × S
X2 = √𝑍2
2
− 𝑅2
2
𝑍2 = 114.3 mΩ
𝑋2 = √114.32 − 0.0542
𝑋2 = 114.3 mΩ
liaison (câbles)
L = 20m
𝑅3 =
𝑝 × 𝐿
𝑆
𝑅3 =
18.51 × 20
10
𝑅3 = 37.02 mΩ
𝑋3 = 0.09 × 𝐿
𝑋3 = 0.09 × 20
𝑋3 = 1.8 mΩ
M1 Disjoncteur 𝑅4 = 0 mΩ 𝑋4 = 0 mΩ
liaison (câbles)
L = 10m
𝑅5 =
𝑝 × 𝐿
𝑆
𝑅5 =
18.51 × 10
10
𝑅5 = 18.51mΩ
𝑋5 = 0.09 × 𝐿
𝑋5 = 0.09 × 10
𝑋5 = 0.9mΩ
liaison (câbles)
L = 2m
𝑅7 =
𝑝 × 𝐿
𝑆
𝑅7 =
18.51 × 2
10
𝑅7 = 3.7mΩ
𝑋7 = 0.09 × 𝐿
𝑋7 = 0.09 × 2
𝑋7 = 0.18
Pompe
L = 15m
𝑅9 =
𝑝 × 𝐿
𝑆
𝑅9 =
18.51 × 15
10
𝑅9 = 27.76mΩ
𝑋9 = 0.09 × 𝐿
𝑋9 = 0.09 × 15
𝑋9 = 1.35
M3
~

26
Pour tout point on a :
𝑰𝒄𝒄 𝒎𝒂𝒙 =
𝒎 × 𝒄 × 𝑼𝒏
√𝟑 × √𝑹𝒕 𝟐 + 𝑿𝒕 𝟐
Rt et Xt exprimées en mΩ
Avec : Un = tension nominale entre phases du transformateur (400 V)
m = facteur de charge à vide = 1,05
c = facteur de tension = 1,05
Rt = Résistance totale de l’installation
Xt = Réactance totale de l’installation
Résistance Réactance 𝑰𝒄𝒄
En Rt = R1 + R2 +R3
M1 Rt = 37.1
Xt = X1 + X2 +X3
Xt = 116.45
2.08 KA
En Rt2 = Rt1 + R4 +R5+R6
M2 Rt2 = 55.61
Xt2 = Xt1 + X4 +X5+X6
Xt2 = 117.35
1.96 KA
En Rt3 = Rt2 + R7 +R8
M3 Rt3 = 59.31
Xt3 = Xt2 + X7+ X8
Xt3 = 117.53
1.93 KA
Tableau 11:intensités de court-circuit (kA)
II.11 Références des organes de protection :
Voir (Annexe 6).
II.11.1 Disjoncteurs :
En se basant sur les critères de choix déjà citées dans le chapitre 1 et en se référant sur le
guide Schneider Electric donc les disjoncteurs choisis pour chaque départ sont :
Les disjoncteurs
Pouvoir de
coupure
(PDC)
Le courant
nominal
( en A)
La courbe de
déclenchement
Référence de
disjoncteur
Disjoncteur général 6KA 63A Courbe C A9F94464
Disjoncteur pour
chaque pompe 6KA 25A GV2 LE22
Disjoncteur différentiel
pour prise de courant 6KA 16A Courbe C A9F94416
Disjoncteur différentiel
pour éclairage intérieur 6KA 10A Courbe C A9F94206
Tableau 12 : Choix des disjoncteurs

27
II.11.2 Contacteurs :
guide de Schneider Electric donc les relais thermiques choisis pour chaque départ sont :
Les contacteurs Tension
du réseau
Fréquence Puissance Courant
nominal
Référence de
contacteur
Contacteur pour
chaque pompe 400 V 50-60HZ 9 KW 12 A LC3 K12
Tableau 13: Référence des contacteurs
II.11.3 Relais thermique :
guide de Schneider Electric donc les relais thermiques choisis pour chaque départ sont :
Les relais Courant nominal en
(A)
Domaine de réglage Référence
Relais thermique
pour le pompe 16 A 8…11,5 LR2 K0316
Tableau 14:Références de relais thermique
II.11.4 Contacteur auxiliaire :
En se basant sur le guide de Schneider Electric (Annexe 7), le contacteur auxiliaire choisi
pour les pompes est CAD32
II.12 Choix du transformateur de commande et signalisation :
Chaque circuit a besoin d'une puissance de transformateur spécifique : c'est le
dimensionnement. Mais, pour dimensionner un transformateur d’équipement, il ne suffit pas
d'additionner les puissances des circuits d'utilisation, il faut également tenir compte de la
puissance instantanée admissible (puissance d'appel). Voir (Annexe 8)
II.12.1 Puissance d'appel :
Pour déterminer la puissance d'appel, nous tenons compte des hypothèses suivantes :
- Deux appels ne peuvent se produire en même temps
- Un facteur de puissance cos de 0,5 à l'enclenchement
- 80 % des appareils au maximum sont alimentés en même temps

28
De manière empirique et pour simplifier, cette puissance se calcule selon la formule suivante :
𝐏𝐚𝐩𝐩𝐞𝐥 = 𝟎, 𝟖( ∑𝐏𝐦 + ∑𝐏𝐯 + ∑𝐏𝐚 )
 ∑ Pm : somme de toutes les puissances de maintien des contacteurs
 ∑ Pv : somme de toutes les puissances des voyants
 ∑ Pa : puissance d’appel du plus gros contacteur
Le transformateur de commande alimenté :
 12 contacteurs auxiliaires, la puissance de maintien de chaque contacteur est 4,5 VA
 9 contacteurs, la puissance de maintien de chaque contacteur est 8VA
 12 voyants, consommation 1VA pour chaque voyant
∑ 𝐏𝐦 = ( 𝟏𝟐 × 𝟒. 𝟓 ) + ( 𝟗 × 𝟖 ) = 𝟏𝟐𝟔 𝐕𝐀
∑ 𝐏𝐯 = 𝟏 × 𝟏𝟐 = 𝟏𝟐 𝐕𝐀
𝐏𝐚𝐩𝐩𝐞𝐥 = 𝟎, 𝟖(𝟏𝟐𝟔 + 𝟏𝟐) = 𝟏𝟏𝟎. 𝟒 𝐕𝐀
Une puissance d’appel de 110.4 𝑉𝐴 à cos entraîne un dimensionnement minimal de 100VA.
Pour les transformateurs de commande en particulier, il suffit, à partir de la puissance d'appel
à cos 0,5 de lire le dimensionnement voire (Annexe 8 Transfos et protections associés) :
cos = 0,5 et 160 VA≥ 110.4 𝑉𝐴
La référence du transformateur choisi pour l'armoire électrique est : 424 02
II.12.2 Protection amont (primaire) du transformateur :
Une protection contre le court-circuit est réalisée avec fusible aM dont le choix est justifié
selon (Annexe 8 : Les références de relais thermique)
Nous allons choisir un fusible aM de calibre 1A
II.12.3 Protection aval transformateur :
Une protection contre les surcharges et le court-circuit doit être réaliser. On utilise des
fusibles de type gG.
𝐈 𝐩𝐫𝐨𝐭𝐞𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧 ≥ 𝐈 𝐒𝐞𝐜𝐨𝐧𝐝𝐚𝐢𝐫𝐞_𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬
𝐈 𝐒𝐞𝐜𝐨𝐧𝐝𝐚𝐢𝐫𝐞_𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬 =
𝐒 𝐧𝐨𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥𝐞
𝐔 𝐬𝐞𝐜𝐨𝐧𝐝𝐚𝐢𝐫𝐞
=
𝟏𝟎𝟎
𝟐𝟒
= 𝟒. 𝟏𝟔 𝐀

29
 Le fusible à choisir pour la protection du secondaire 5 est de type gG de calibre 6A.
II.13 Coffrets d’armoire électrique :
Le coffret de l’armoire est déterminé par la quantité de composants électriques qui
sera installé à l’avant de l’armoire. Voir (Annexe 9).
Le modèle triple de l’armoire se caractérise par les dimensions suivantes :
 Hauteur : 2m
 Largeur : 0.8 m
 Profondeur : 0, 4m
Figure 11:Schéma descriptif de l'armoire électrique
Conclusion :
Dans ce chapitre nous avons calculé les courants nominaux et les courants de court-circuit
pour déterminer et justifier le choix des appareils de protection, nous avons dimensionné les
câbles et nous avons vérifié la chute de tension et les différents éléments
d’une installation électrique qui peuvent être installé dans une armoire électrique. Alors le
chapitre suivant pour définir l’automatisation et la télégestion de la station de pompage Rades

30
Chapitre 3 :
Commande de la Station de
Pompage

Chapitre 3 : Commande de la Station de Pompage
31
Introduction
Tout au long de ce chapitre, on va s’intéresser en première partie à l’automatisation du
système d’étude. Ensuite, nous décrirons l’automate programmable industriel SIMATIC S7-
1200 et présentons les variables du système. Par suie, nous présenterons le GRAFCET de
fonctionnement et effectuons le programme. Et en deuxième partie à la télégestion. Dans ce
chapitre nous décrirons le système de télégestion d’une station de pompage. Ensuite, nous
effectuerons les paramétrages des variables d’entrées /sorties de la station. Enfin, nous
présenterons la simulation.
I. Automatisation du système d'étude
Nous allons s’intéresser dans notre projet à développer un programme et de configurer deux
différents types d’automates programmables industriels qui sont :
 Automate programmable industriel SIMATIC S7-1200 6ES7214-1HG40-
0XB0 (automatisation du fonctionnement).
 Automate programmable industriel IRIO SCHNEIDER (télégestion).
I.1 Automate programmable industriel SIMATIC S7-1200
L’automate programmable industriel SIMATIC S7-1200 a davantage de puissance, des
fonctionnalités accrues, une programmation simplifiée, une sécurité absolue dans la
mémorisation des données.
 SIMATIC S7-1200, CPU 1214C, CPU COMPACT, DC/DC/RELAIS
 14 entres TOR 24 VCC, 10 sorties TOR 2A, 2 Entres analogique 0 - 10 VCC
 LED d'indicateurs (E/S) : LED de signalisation de l'état des entrées / sorties.
 Interface PROFINET: Pour une connexion rapide à votre PC.
 MEMOIRE PROGR./DONNEES: 100 KO.
I.2 Variables du système d’étude
Nous devons également définir les différents entrées et sorties utilisées dans l’installation, les
tableaux suivants présentent les listes des entrées et sorties nécessaires pour notre système :
Niveau_tres_bas I0.0
Niveau_tres_haut I0.1
Arrét_d'urgence I0.2
AUTO/MAN_p1 I0.3

32
Retour_marche_p1 I0.4
Défaut_p1 I0.5
AUTO/MAN_p2 I0.6
Défaut_p2 I1.0
AUTO/MAN_p3 I1.1
Défaut_p3 I1.3
Acquittement_generale I1.4
Sande IW64
Pompe_1 Q0.0
Défeaut_pompe_1 Q0.1
Arrét_pompe_1 Q0.2
Pompe_2 Q0.3
Arrét_pompe_2 Q0.5
Pompe_3 Q0.6
Arrét_pompe_3 Q1.0
Tableau 15: Liste des Entrées et Sorties du système
I.3 GRAFCET de fonctionnement du système
a. GRAFCET de sécurité :
Lors de l’appui sur le bouton d’arrêt d’urgence, toutes les actions sont inhibées ainsi que les
étapes pour ensuite remettre la machine dans ses conditions et ses étapes initiales.

33
b. GRAFCET partie commende

34
I.4 Programmation de l’automate industriel
TIA Portal V13 est un logiciel fourni pour assurer une bonne maitrise de programmation pour
les systèmes automatisés conformes à la norme internationale, sous environnements
Windows.
Cet éditeur nous permet de programmer selon différents langages de programmation
tel que :
- Diagramme de fonctions blocs (FBD).
- Ladder (LD).
- Texte structuré (ST).
On va étudier la programmation de la station de pompage 2+1 à l’aide du langage LD.
Figure 5 : Création d’un nouveau block
Figure 6 : Déclaration des variables globales de notre système

35
II. Télégestion
II.1 Présentation de la télégestion
La télégestion désigne l’ensemble des produits qui mettent en œuvre les technologies de
l’informatique, de l’électronique et des télécommunications, afin de permettre un contrôle à
distance d’installations techniques géographiquement réparties ou isolées.
La télégestion répond aux besoins de nombreux domaines d’applications talque bâtiment, les
énergies renouvelables, logistique, chaufferie et climatisation, éclairage public, réseaux d’eau
et assainissement qui offrent un ensemble d’outils :
 Téléalarme : être alerté automatiquement en cas de panne ou de défaut de
fonctionnement d’une installation.
 Téléconduite : contrôle en permanence et à distance le fonctionnement d’une
installation ;
 Télécommande : agir à distance sur les équipements contrôlés ;
 Télémaintenance : pour assurer à distance les tâches de maintenance de
certaines installations. Pour intervenir sur des équipements difficiles d’accès
ou éloignés des centres de contrôle ;
Enregistrer les informations afin d’analyser, d’optimiser et de gérer à distance le
fonctionnement des installations contrôlées.
La télégestion permet aussi d’assurer dans certains cas :
 L’automatisme des équipements contrôlés
 Les asservissements entre sites distants (exemple : commande entre step et
un poste de relèvement)
 La régulation d’installations (exemple : vannes, pompe...)
II.2 Mise en place d’un système de télégestion d’une station de pompage
Dans cette partie, on va s’intéresser sur l’étude, la mise au point et essais nécessaires d’un
système de télégestion pour une station de pompage 2+1.
II.2.1 Description du réseau de télégestion et spécification de matérielles
 Fonctionnement général du réseau de télégestion

36
Figure8 : Réseau de télégestion de la station de pompage
Un poste de relèvement (station de pompage) situé sur le réseau d’assainissement équipé de
poste locale de télégestion (automate de télégestion).
Ce poste permettra la télésurveillance de poste de relèvement par l’envoi des alarmes vers
l’agent de maintenance par envoi de message SMS, ou vocaux.
 Poste local de télégestion : automate de télégestion IRIO (NAPAC)
IRIO est un satellite de télégestion de dernière génération. Il est conçu autour d’un processeur
ARM 32 bits à 180 mhz. Il dispose de 8 Mo de Flash EPROM (programme d’exploitation) et
1 Mo de Ram Statique (Données et paramètres) et 16 Mo de Ram dynamique.
Il dispose de connecteurs SD et Flash Disck pour des extensions mémoires de 256 Mo à 4Go
et d’un emplacement socket pour l’ajout en option d’un modem RTC, RNIS, GSM/GPRS ou
vocal.
L’automate de télégestion IRIO intègre les trois éléments clé de la télé contrôle industriel :
télécommunication, supervision graphique et automatismes. Le logiciel XFLOW embarqué
dans IRIO permet toutes les ressources nécessaires à une application de télégestion :
 Acquisition – commande (signaux logique, analogique, comptage).
 Traitement des données et mémorisation dans des fichiers historiques horodatés.
 Supervision des produits tiers de contrôle-commande (automate, comptage, etc).
 Communication sur réseau téléphonique, GSM, radio, Ethernet …
 Alerte vers les agent, téléphones portables (SMS), fax, email…

37
Le paramétrage du logiciel est réalisable en local sans nécessiter de logiciel spécifique de
paramétrage. Un PC équipé d’un navigateur Web suffit. Xflow permet donc de paramétrer
toutes les fonctions d’alarme et d’archivage nécessaire.
Il dispose en standard le protocole MODBUS.
Figure 12:Automate de télégestion IRIO
Figure 13 : interfaces IRIO

38
II.2.2 Télégestion de la station de pompage 2+1
La station de pompage 2+1 sera doté d’un automate de télégestion IRIO NAPAC destiné à
acquérir, traiter et enregistrer individuellement toutes les données concernant le
fonctionnement des équipements de la station en vue de les exploiter pour l’automatisme de
marche et la télégestion de la station (équipement en marche, équipement à l’arrêt,
équipement en défaut, mode de fonctionnement, intensité, …).
La figure suivante présente les différentes entrées sorties de l’automate concernant le
fonctionnement des équipements de la station.
Figure 14:Les différents entrés sorties sur l’automate IRIO
II.2.3 Transmission des alarmes et des données
Les événements acquis traités et enregistrés dans l’automate seront transmis via un modem
intégrés soit sous forme SMS d’alarme vers les téléphones portables du personnel d’astreinte,

39
soit sous forme de paquet de données vers un poste central de télégestion distant équipé d’un
serveur web pour l’utilisation de XFLOW ou bien d’un logiciel kervisiu. La liaison sera par
un modem GSM liée au poste par câble RS232. La période d’envoi de données sera
paramétrable à partir du poste de télégestion.
La consultation et le téléchargement des données et événements enregistrés dans l’automate
pourront être effectués par interrogation à distance du poste de télégestion.
Figure 15:Modem intégrés dans l’automate
SMS d’alarme :
Envoyé des SMS d’alarme en cas de défaut de l’un des équipements ou de l’alimentation de la
station de pompage seront transmis via le modem vers les téléphones portables des agents
d’astreinte en vue d’une intervention rapide.
Les SMS auront la même forme que l’événement enregistrer dans l’automate. Pour chaque
défaut, le choix du nombre et des destinations des messages (choix du nombre de techniciens
vers lesquels le message sera envoyé ainsi que la modification des N° de téléphone) sera
paramétrable à partir du poste de télégestion.
II.3 Paramétrages des variables d’entrées/sorties de la station
 Pompe1 à l’état normal
D’abord on relie l’automate avec le pc via le câble réseau et on fait le paramétrage nécessaire
à l’aide de XFLOW comme indiqué ci-dessous.

40
Figure 16:Connexion de périphérique IRIO
Vérification de fonctionnement du modem GSM intégré.
Figure 17:Fonctionnement du modem GSM
D’après la figure on réalise les paramétrages de différentes variables d’entrées sorties et on
obtient la configuration suivante :
Modem est fonctionnel

41
Figure 18 : Entrées sorties de la station
On sélectionne la variable EL009 qui correspond au fonctionnement normal de la pompe 1 :
Figure 19:Pompe1 à l’état normal
 Procédure d’envoi d’un SMS
 Vérification de la liaison GSM

42
Figure 20:Vérification de la liaison GSM
 Destinateurs d’alarme
On fait le choix des destinateurs d’alarmes en cas de défaut de l’un de équipements vers les
portables des astreintes via un modem GSM câblé au pc par un câble RS232.
Figure 21:Destinateur alarme
 Destinateur astreinte 1

43
Figure 22:Destinataire astreinte
 En cas de défaut de la pompe 1
En cas de défaut de la pompe 1, apparition d’une alarme sur le poste de télégestion et envoie
un SMS d’alarme vers les astreintes.
Figure 23:Défaut de la pompe 1
 SMS d’alarme envoyé vers l’astreinte
Enclenchement de l’alarme
Numéro du destinataire de l’SMS

44
Figure 24:Activation d’alarme
II.4 Simulation:
on utilise une maquette pour simule la fonctionnement d'automate de télégestion
Figure 25:Maquette de Télégestion
Alarme
activée

45
Conclusion
Dans ce chapitre,nous avons présenté le principe de fonctionnement du phénomène de
télégestion et ses differents astuces à l’aide d’un automate programmable IRIO caracterisé par
l’économie de l’exploitant , l’énergie et l’eau (détection des fuites) ainsi que son optimisation
du fonctionnements des installation et finalement la réduction des coûts de déplacements.

46
Conclusion générale
L'électricité industriel et l’automatisme reste toujours un enjeu important et un besoin
imminent au niveau industriel au sein des entreprises, ce qui nécessite des connaissances
importantes en matière d'électricité et l’informatique industrielle et réseaux.
Dans le cadre de notre projet de fin d’étude à l’Office Nationale d’Assainissement
(ONAS), nous étions amenés à faire une Etude, Conception et Réalisation d'une armoire
électrique pour la station de pompage SP2 Rades avec la mise en place d'un système de
Télégestion.
En effet, ce stage nous a permis de bien se familiariser avec la plupart des points
concernant la conception et la réalisation des armoires électriques et d’approfondir nos
connaissances en matière de programmation des automates.
Sur le plan théorique, ce stage nous a donné l’occasion d’étudier en détail les
équipements industriels d’une manière générale et plus précisément les stations de pompage
et faire des recherches sur les automates programmables industriel et les automates de
télégestion.
Nous tenons à signaler que ce stage été très bénéfique pour notre expérience
professionnelle qui s’est enrichie considérablement dans le domaine de l'électricité et
l'informatique industriel et surtout en ce qui concerne la manipulation des outils de travail,
c’était une occasion fructueuse qui a fortement enrichi notre acquis académique et théorique.
Enfin, nous espérons que le travail réalisé contribuera à la satisfaction des
besoins de l’Office Nationale d’Assainissement (ONAS).

Annexe
48
Annexe 1 : Puissance d’utilisation

Annexe
49
Annexe 2 : Facteur de réserve

Annexe
50
Annexe 3 : Section de câble

Annexe
52
Annexe 4 : Chute de tension

Annexe
54
Annexe 5 : Courant de court-circuit

Annexe
55
Annexe 6 : Choix des équipements

Annexe
58
Annexe 7 : Contacteur auxiliaire

Annexe
59
Annexe 8 : choix du transformateur

Annexe
60
Les références de relais thermique

Annexe
62
Annexe 9 : Plan de l’armoire électrique

Annexe
79
Annexe 10 : Programme Ladder

Annexe
99
Annexe 11 : Armoires Electrique
s

Annexe
105
Annexe 11 : Plan de l’ancienne armoire

Bibliographies
[1] Catalogue-general-SEInt-2012
[2] Compléments techniques distribution électrique BT et HTA – 2012
[3] guide_installation_electrique_2010
[4] Guide_des_Solutions_Automatisme_2008
Netographie
[1] http://fc-elec.pagesperso-orange.fr/doc%20pdf/DIMENSIONNEMENT%20TRANSFO.PDF
[2] http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/001d/0900766b8001d251.pdf
[3] http://docdif.fr.grpleg.com/general/legrand-fr/cf2012/cm212600_386-387.pdf
[4] http://sitelec.org/download.php?filename=datasheet/transfolegrand.pdf
[5] http://www.legrand.fr/files/fck/File/pdf/dimensionnement_transfo.pdf
Logiciel Utilisé
[1] SolidWorks Electrical
[2] TIA Portal 13

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