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Electrotechnique

Projets de BTS session 2011

lundi 20 juin 2011, par ABATI Patrick


Salle de démonstration pour éclairage intelligent

Dans le bâtiment, l’éclairage est reconnu pour avoir un impact conséquent sur l’environnement : dans le tertiaire, il peut représenter jusqu’à 40 % des consommations électriques

Il faut souligner que 60 % de ces consommations pourraient être économisées grâce à des technologies simples et économiques qui répondent aux contraintes de la gestion d’éclairage, en combinant la commande et le réglage de celui-ci en fonction de l’intensité de la lumière naturelle, de la présence de personnes, des horaires…

Le protocole DALI entre un contrôleur et des luminaires est une de ces technologies. Il permet une gestion optimale de l’éclairage par l’intermédiaire d’un bus appelé ligne DALI. L’allumage, l’extinction et la variation de l’éclairage sont commandés via cette ligne

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exemple d’une salle de conférence

Afin de sensibiliser ses clients à l’intérêt de « l’éclairage intelligent » par l’utilisation du protocole DALI, la société AELSYS souhaite étudier une mise en œuvre de ce type d’éclairage, à but de démonstration. Ainsi les clients pourront juger par eux-mêmes :

  • de la facilité d’intégration du matériel d’éclairage apportée par le réseau DALI
  • de la polyvalence des sources de lumière commandables par DALI
  • du confort apporté par ce type d’installation
  • des économies d’énergie résultantes, liées à l’utilisation d’alimentations électroniques, et surtout à une programmation adaptée aux lieux et à leurs utilisations, intégrant la prise en compte des informations des capteurs (présence, luminosité…)
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contrôleur DALI de la société AELSYS

Pour en savoir plus sur le protocole DALI…

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schéma fonctionnel

La salle de démonstration est organisée en plusieurs zones lumineuses :

  • éclairage principal, de type circadien, asservi à la luminosité ambiante, constitué par une réglette intégrant deux tube fluorescent 14W, l’un de couleur blanc chaud et l’autre de couleur blanc froid, chacun associé à son propre ballast DALI et un capteur de luminosité DALUX
  • éclairage local, sur une zone précise, lorsqu’une présence est détectée. L’allumage de cette zone n’est autorisé que pendant des plages horaires définies. Cet éclairage est constitué par un projecteur (lampe à décharge) 150W, commandé par un relais DALI et un capteur de présence relié à DAREL (interface capteur / DALI)
  • éclairage « décoratif », mettant en valeur une « œuvre d’art ». Il comprend 2 spots halogènes 12V/50W, réalisant un éclairage alternatif qui permet une attractivité par modification dynamique de l’éclairage et réalisation de zones d’ombres mouvantes, une consommation électrique réduite de plus de 50% par rapport à un éclairage fixe ou les 2 halogènes seraient constamment allumés, une préservation de l’ « œuvre d’art », puisque le flux lumineux cumulé reçu est réduit de plus de moitié par rapport à un éclairage fixe
  • éclairage local « circonstanciel », indiquant de manière visuelle des plages horaires. Cet éclairage est réalisé par des barrettes LED RVB, dont les scénarios dynamiques sont spécifiques à chaque « circonstance horaire »

Ce projet a été totalement financé par OSEO (2000 €) et par AELSYS (1500€) qui a fourni l’automate et le capteur de luminosité

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groupe DALI

Il a été réalisé par les étudiants : FAIOLA Nicolas, CLEMENT Pierre, VERDIYAN Thomas, BERAUD Florian


Pilotage du système ERGHEL par automate programmable

L’éclairage des lieux publics, voies communales, parkings, rocades…, est aujourd’hui un facteur fondamental de la sécurité. Il contribue à assurer la tranquillité et l’ordre public, la sécurité des personnes et des biens

L’éclairage constitue le poste le plus important de la consommation d’électricité d’une commune (40%). La mise en œuvre de nouvelles technologies permet de diminuer la facture énergétique ainsi que le coût d’exploitation

Le système Erghel est une de ces technologies. La société SE3 qui développe ce système, souhaite compléter de nouvelles fonctionnalités

Le système Erghel adapte le niveau d’éclairement aux besoins réels (passage en basse consommation aux heures les moins fréquentées de la nuit). Il s’intègre dans le réseau d’éclairage existant et assure l’isolation galvanique du réseau de distribution. Le niveau d’éclairement des lampes est piloté par la tension du courant continu. Les ballasts ferromagnétiques sont remplacés par des générateurs haute fréquence (> à 30khz) alimentant des lampes SHP ayant une plus grande efficacité énergétique dans ces conditions

Avantages :

  • entretien réduit du fait de l’augmentation de la durée de vie des lampes
  • excellent facteur de puissance et faible taux d’harmoniques qui permettent une économie de consommation électrique supérieure à 5%
  • fonctionnement en variation de puissance avec 3 niveaux d’éclairement (100%, 70% et 50%) permettant une économie d’énergie de l’ordre de 35%
  • suppression de l’effet stroboscopique et du flicking (papillotement de la lumière provoqué par de faibles fluctuations de la tension du réseau)
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schéma fonctionnel

La société SE3 s’est associée à Solengie afin d’ajouter une « option solaire » pour utiliser l’énergie produite dans la journée par des capteurs photovoltaïques, et la restituer la nuit au module de puissance. Ceci permettra de décaler l’heure de pointe due à l’allumage des lampes d’éclairage public et de réduire la facture énergétique.

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Automate Millenium 3

D’autre part, le personnel de maintenance sera contacté automatiquement, en cas de défaut sur une ou plusieurs lampes. Un module programmable Millenium3 de Crouzet assurera la mise en marche et le réglage des niveaux d’éclairement grâce à une horloge astronomique intégrée

Ce projet a été totalement financé par OSEO (2000 €), par SE3 (2500€) qui a fourni le système ERGHEL et par Solengie (2000€) qui a fourni les capteurs photovoltaïques, les batteries et le régulateur de charge

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groupe ERGHEL

Il a été réalisé par les étudiants : CALABRIA Franck, DUBOIS Tristan, EL MARBOUH Jamel, GARCIA Diane


Chariot de lavage capillaire

Ce projet est une reprise et amélioration du chariot réalisé lors de la session 2009

Il s’agit de remplacer le moto-réducteur de levage du plan de travail, dont le déplacement est jugé trop lent, de mettre en œuvre un automate plus évolué, de concevoir le nouveau programme, d’améliorer les sécurités et de refaire entièrement le câblage

Le coût des améliorations est de 300€ financé par le lycée

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groupe CALTAMOBIL

La réalisation a été faite par les étudiants : AMARA Mourad, SCHMITT Damien, MGOMRI Dhoimir


Pompe solaire de bergerie

Située à 1620 mètres d’altitude, la bergerie de la Palle est un refuge d’alpage qui accueille un berger pour la saison d’estive. Elle est dotée d’installations dédiées au pastoralisme (parc de tri et de soin). Elle est située à proximité d’un parc à bestiaux. Un abreuvoir pouvant recevoir un millier de bêtes va bientôt être construit

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la montagne

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la cabanne du berger

La cabane du berger est isolée du réseau électrique : elle est équipée de deux panneaux photovoltaïques à redimensionner. Elle n’est accessible que par un sentier ou par hélicoptère

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abreuvoirs

Les abreuvoirs d’une capacité de 1000 litres seront remplis à partir d’un réservoir de 5000 litres situé en amont. Ce réservoir sera alimenté par une pompe solaire (fil du soleil) qui puisera l’eau dans une cuve (1000 litres) reliée à une source située en aval. Pour dimensionner cette pompe, on prend en compte les éléments suivants :

  • dénivellé : 30 mètres
  • longueur de tuyau entre les deux cuves : 50 mètres
  • consommation 1000 litres d’eau par jour
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circuit pneumatique des abreuvoirs

Modifications :

1/ Modifier le circuit d’éclairage de la bergerie, prévoir un circuit 230V BT

2/ Augmenter l’autonomie de l’installation existante et la porter à 4 jours

3/ Prévoir l’alimentation électrique de la pompe (fil du soleil) qui sera distincte de celle de la bergerie, dans la mesure où la source (et donc l’installation) se situe à plusieurs centaines de mètres. L’installation électrique « fil du soleil » devra être facilement démontable en fin de saison pour pouvoir être rangée à l’abri des intempéries

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circuit électrique des abreuvoirs

Travail demandé :

1/ Réaliser une maquette au lycée permettant de valider le choix de matériel. Cette maquette comporte :

  • des panneaux photovoltaïques
  • une armoire de commande faisant fonctionner le système soit avec batteries soit sans (fil du soleil), alimentant soit le circuit éclairage et un onduleur, soit la pompe
  • une batterie d’accumulateur
  • un circuit d’éclairage
  • un circuit BT 230V
  • une interface panneaux/pompe pour le fonctionnement « fil du soleil »
  • une pompe immergée 24V
  • un circuit hydraulique simulant les deux cuves (source et amont)
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synoptique de l’alimentation électrique de la bergerie

2/ Rédiger le dossier technique de l’installation en montagne pour le groupement d’éleveurs

Ce projet a été entièrement financé par la section de BTS électrotechnique du lycée

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groupe bergerie

Il a été réalisé par les étudiants : NHARI Ramzi, PIAT Yvan, ESPERVIE Sébastien


Machine à gaine Thimonnier

L’objectif initial de ce projet était de livrer une armoire de commande rénovée (installation sur site à charge de l’entreprise) et de remettre un dossier de fabrication complet de rénovation et de remise aux normes de l’équipement, afin que l’entreprise puisse terminer ce chantier de rénovation

Cette machine réalise des gaines pour le conditionnement des pièces détachées de l’industrie aéronautique. Elle a une trentaine d’années et elle nécessite une profonde rénovation sur le plan électrique, pneumatique et sécurité

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photos de la machine

Un premier travail mené par des étudiants du BTS Électrotechnique a consisté à rationaliser l’équipement existant (suppression des fonctions non utilisées, ajout d’arrêts d’urgence, sécurisation du câblage, réalisation d’un début de dossier technique)

Les actionneurs sont soit pneumatiques alimentés par un réseau d’air comprimé de l’atelier, soit électriques (moteur à courant continu + variateur)

Le travail mené cette année a permis de définir et réaliser une nouvelle armoire de commande et un nouveau pupitre qui seront installés l’an prochain

La rénovation du poste d’enroulement a consisté à reprendre tout l’appareillage et changer de variateur (remplacement de l’ancien variateur 1 quadrant par un variateur 4 quadrants)

Une étude plus large sur la partie « sécurité de la machine » a été conduite, elle est prête à être installée, mais nécessite des modifications sur le plan mécanique (carters de protection)

Le mode de fonctionnement futur de la machine a été consigné par l’intermédiaire d’un GEMMA puis de grafcets. Les programmes réalisés avec le logiciel PL7 PRO sont implantés dans un automate programmable TSX3708. Les tests finaux, la mise au point et l’installation seront exécutés sur site

Ce projet a été entièrement financé par L’ESAT La Chrysalide

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groupe_esat

Il a été réalisé par les étudiants : GRECH Sylvain, CANALE Yannick, BOUINEAU Richard, BAGHA Abdel (absent sur la photo)


stationpompage

Station de pompage

Le projet consiste à rénover une centrale de pompage que la section de BTS Maintenance Industrielle met à notre disposition. Cette maquette sert d’étude pour le GAEC Ferme de Roche Brune, afin d’alimenter des bâtiments agricoles en eau, permettant de faire fonctionner l’exploitation (abreuvoirs, eaux de lavage, sanitaires …)

Travail à faire

  • redéfinir le circuit de contrôle et de protection, vérifier les mises à la terre et les isolations
  • reprendre l’ensemble du câblage et du repérage, homogénéiser les tensions de commande en 24 V 
  • programmer un API (TSX 3722) et paramétrer une interface homme-machine (Magelis)
  • prévoir une supervision sur écran d’ordinateur
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synoptique de la station

Description du processus : L’équipement utilisé est constitué de :

  • une réserve d’eau en position basse (figurant un captage de l’eau dans un ruisseau situé en contrebas du bâtiment)
  • deux groupes moto-pompes de 690 W chacun, (une pompe triphasée, une monophasée). Ces groupes sont alimentés en démarrage direct, et protégés par un « contrôleur-démarreur Tesys ». Une mesure analogique de courant est effectuée afin de détecter un éventuel défaut
  • un réservoir en position haute, dont le niveau doit être maintenu à position constante afin d’assurer une pression constante dans les circuits de distribution. Dans la maquette, le circuit de distribution est représenté par une vanne commandable électriquement qui renvoie l’eau de la cuve « haute » vers le réservoir « bas »
  • une armoire de commande comprenant les circuits de protection et le relayage, un API TSX 3722 et ses modules d’E/S, un pupitre XBT-H, deux capteurs de courant

Les deux pompes sont commandées par l’intermédiaire de l’automate programmable, de façon à ce que le niveau d’eau varie peu dans le réservoir (on considèrera qu’il est constant) Cette équipement est doté de :

  • trois détecteurs de niveau inductifs (haut, bas, réf)
  • deux détecteurs de débit pour vérifier que les pompes ne fonctionnent pas à vide
  • deux mesures de courant sur les départs moteurs pour la surveillance des « défauts thermiques »

Cet équipement comporte un pupitre de dialogue « Homme machine » XBT-H permettant de connaître l’état du processus en local et d’agir sur celui-ci et une supervision sur écran d’ordinateur donnant l’état du système

Ce projet a été entièrement financé par la section de BTS MI du lycée

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groupe pompage

Il a été réalisé par les étudiants : FAURE Alexandre, SIMONIAN Jérôme, MOHAMED ABDOU Salim


L’équipe pédagogique de suivi de ces projets était composée de Irène ROUDIL, Alain BARLATIER et Patrick ABATI



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