hapitre 1: Contexte du projet

Introduction
L’objectif de ce premier chapitre est de mettre notre travail dans son contexte général. Tout
d’abord, nous introduisons la société, puis nous définissons le centre production d’électricité
et la nécessité de système a étudié. Ensuite, nous décrivons les besoins du système
aéroréfrigérant sur lequel nous allons travailler, et enfin, nous terminons par la description de
la problématique et la formulation de notre cahier des charges.

1. Présentation de la STEG :
La Société tunisienne d'électricité et de gaz naturel (STEG) est une entreprise publique non
gérée (EPNA) qui existe depuis la promulgation du décret n ° 97-564 du 31 mars 1997.
Fondée en 1962, sa mission est de produire et de distribuer de l'électricité et du gaz naturel en
Tunisie. Jusqu'en août 1959, l'industrie électrique en Tunisie était divisée en 8 entreprises
différentes. Après avoir décidé de reprendre temporairement ces entreprises, le gouvernement
tunisien a remis le comité de gestion entre les mains du chef de l'une des entreprises
(dénommée Société tunisienne d'électricité et de transport) le 15 août 1958. Selon le décret n °
62-8 du 3 avril 1962, l'Etat a mis fin à cette situation en établissant un monopole public confié
à la STEG.

1.1. Objectifs et missions de la STEG :  

La STEG assure la production d'électricité et de GPL au niveau national, ainsi que le transport
et la distribution d'électricité et de gaz naturel.

Son objectif principal est de fournir de l'électricité et du gaz naturel au marché national et de
répondre aux besoins de tous ses clients (résidentiel, industriel, tertiaire, etc.) :

 Production d'électricité à partir de différentes sources (chaleur, eau, vent, ...).

 Transport d’électricité : gestion et développement de réseaux et de stations à haute

tension.

 Distribution d’énergie : gestion et développement des réseaux et sous-stations

moyenne tension et tension de base.
 Développement et distribution de gaz naturel : gestion des infrastructures de gaz
naturel.

 Production de GPL (Gaz de Pétrole Liquéfié).

1.2. Organisation de la centrale :

Organigramme de la centrale
1.3. Organisation de la STEG :

L’organisation de la STEG peut se résumer en trois niveaux hiérarchiques :

 Le niveau central.

 Le niveau régional.

 Le niveau local.

1.4. Pour la Distribution de l’Energie :

34 districts, 48 agences technico-commerciales et 50 agences techniques.

1.5. Présentation du centre de production d'électricité de Jbal Jloud :

Il y a lieu de noter que les districts sont les interlocuteurs directs de la clientèle et peuvent être
subdivisés selon l’importance en agences évoluées agences technico-commerciales et agences
techniques.

Le Centre de Production d’Electricité de Jbal Jloud est composé à la base des turbines à gaz
de la caractéristique.

 Constructeur : Alsthom

 Année de mise en service : 1975

 Puissance installée : 3 x 23 MW

 Système contrôle commande : logique câblée.

 Turbine : Turbine à trois corps séparés Haute, Moyenne et basse pressions à double
flux.

 Alternateur : Alternateur à refroidissement par air, totalement enfermé 11kv.

 Combustible : Gaz Naturel

2. Etat des lieux :

2.1. Exploitation de la centrale de production d’électricité :

a. Identification de la centrale :

La centrale de Tunis-Sud est constituée de trois turbines à combustion de type 5001

(constructeur ALSTOM). TG 1 et TG 2 installées depuis 1975. TG 3 installée depuis 1978. Le
combustible utilisé, est le gaz naturel.

b. Les caractéristiques des trois turbines de la centrale :

Modèle  Puissance Tension Vitesse Vitesse

maximale alternateur  turbine  alternateur
TGI  5001N  22 MW  5.5 KV  5100 tr/min  3000 tr/min
TGII  5001N  22 MW  5.5 KV  5100 tr/min  3000 tr/min
TGIII  5001P  23 MW 11 KV  5100 tr/min  3000 tr/min

Les caractéristiques de l’existant

2.2. Exploitation de système aéroréfrigérant :

a. Fonctionnement :

Schéma de principe d'un aéroréfrigérant sec

Le fluide du procédé à refroidir circule dans les tubes d’une batterie à ailettes et est refroidi
par de l’air circulant à l’extérieur des tubes, l’échange se faisant à courant croisé. La
circulation d’air sur l’échangeur air/fluide à refroidir est assurée aux moyens de ventilateurs.

a. Constitution :

Les composants généraux

Le circuit de refroidissement comprend les éléments suivants :

1. Circuit de refroidissement.

2. Le flux.

3. Éléments de refroidissement.

4. Retour.

5. Source de chaleur.

6. Pompe de circuit de refroidissement.

7. Air de refroidissement.

8. Ventilateur.

9. Moteur de ventilateur.
2.3. Système de commande :

a. Fonctionnement :

Armoire de commande

Mode manuelle :

La mode manuelle c’est pour les interventions et vérification locale de fonctionnement des
pompes et ventilateurs.

Mode automatique :

 Les pompes : En commande automatique, l'une des deux pompes est activée. Si la
pompe sélectionnée n'atteint pas la pression requise au pressostat, le système passera
automatiquement à la deuxième pompe de secours. Si les deux pompes ne répondent
pas aux exigences, le système s'arrêtera automatiquement et conservera les paramètres
d'alarme.

 Les ventilateurs : Pour un régime de fonctionnement normal, nous n'avons qu'un seul
ventilateur activé, si le seuil de température est dépassé, les deux ventilateurs
fonctionnent simultanément.
b. Constitution :

Composants de l’armoire

 Il est constitué d’un système automatisé très anciens employaient des centaines ou des
milliers de relais et de cames.

C’est un automate très ancien qu’il est constitués d'une simple mémoire dont l'adresse d'entrée
était constituée d'une concaténation de données d'entrée (senseurs, horloge) et de l'état
précédent. Beaucoup moins onéreux, ils se prêtaient en revanche mal à une augmentation
rapide du nombre d'états. Ils sont restés très utilisés pour des automatisations simples du style
de signalisation aux carrefours, mains à une degré de complexité de programme il sont
obsolète pour les systèmes industriels.
c. Les critiques de système :

 Manque de documentation de système.

 Vieillissement de la machine.

 Un temps de dépannage lent et difficulté de localiser les pannes.

 Une Maintenance difficile.

 L’indisponibilité des données et mesures à tous les équipements de système.

 Nécessité de maintenance quotidienne.

 Manque de supervision et diagnostic des dysfonctionnements.

d. Problématique :

L’objectif de notre projet est de réaliser un système de commande et contrôle industrielle. La

première étape dans la concrétisation de ce projet consiste donc à choisir l’instrumentation
nécessaire selon la disponibilité et le coût.

L’idée générale de projet

Avant de se décider les E/S, on a dû d’abord fixer notre choix sur le dispositif programmable
qui joue le rôle d’une unité de calcule et interaction avec l’interface homme-machine.
Vue l’environnement particulièrement hostile et le système visée qu’il est basé sur un système
automatisé très anciens, un automate programmable industriel (API) est la meilleure solution
c’est un type particulier d'ordinateur, robuste et réactif, ayant des entrées et des sorties
physiques, utilisé pour automatiser des processus comme la commande des machines sur
une ligne de montage dans une usine, ou le pilotage de systèmes de manutention automatique.

L’API est structurée autour d'une unité de calcul ou processeur , d'une alimentation par des
sources de tension alternative (AC) ou continue (DC), et de modules dépendant des besoins
de l'application, dans notre cas :

 Cartes d'entrées pour brancher des capteurs, boutons poussoirs, etc.

 Cartes de sorties pour brancher des actionneurs, voyants, vannes, etc.

 Des modules de communication obéissant à divers, Ethernet, RS232, pour dialoguer

avec d'autres automates, des entrées/sorties déportées, des supervisions ou autres
interfaces homme-machine.

Schéma synoptique de solution

Limitation : les automates programmables industriel sont plus chers que des

solutions informatiques classiques à base de microcontrôleurs par exemple mais restent à
l'heure actuelle les seules plateformes d'exécution considérées comme fiables en milieu
industriel, le prix moyenne pour un API standard est environ 1000£ et la société ne supporte
pas de budget pour le système car il est en fin de cycle, alors l’objectif de notre projet est
limité sur la réalisation d’une maquette de démonstration pour supervision industrielle.
2.4. Cahiers de charge :

Sujet :

Réalisation du système contrôle et commande Aero réfrigérant turbine et alternateur

pour turbine à gaz

Description :

Le présent sujet est scindé en :

 Étude de la communication série.

 L’étude et la conception de la carte avec le logiciel PROTEUS.

 La programmation Arduino du système.

 La réalisation physique de la carte.

 Interfaçage avec logiciel LabVIEW et système réel.

Remarque :

La réalisation des taches citées dans le paragraphe Description dépendra du temps associé à
la réalisation de ce projet et du matériel disponible sur le marché.

Conclusion