Projet de fin d’études -...
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Rapport Final P.F.E. Maxime PADOIN, élève ingénieur de 5 ème année INSA de Strasbourg – Spécialité Génie Electrique, option Systèmes Projet de Fin d’Etudes Juin 2011 « Chargé d’affaires - Rénovation d’une Centrale d’Air Continu » Stage effectué dans l’entreprise : IDEM Automation Route de Rombas BP 10644 57146 WOIPPY CEDEX Tuteur de Stage Entreprise : M. Antoine BAROTH Tuteur de Stage Institut : Mme. Natacha NGO
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Rapport Final P.F.E.
Maxime PADOIN, élève ingénieur de 5ème année
INSA de Strasbourg – Spécialité Génie Electrique, option Systèmes
Projet de Fin d’Etudes
Juin 2011
« Chargé d’affaires - Rénovation d’une
Centrale d’Air Continu »
Stage effectué dans l’entreprise :
IDEM Automation
Route de Rombas
BP 10644
57146 WOIPPY CEDEX
Tuteur de Stage Entreprise : M. Antoine BAROTH
Tuteur de Stage Institut : Mme. Natacha NGO
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Résumé condensé
Projet : Chargé d’affaires - Rénovation d’une centrale d’Air Continu
Réalisant mon projet de fin d’études en tant qu’assistant chargé d’affaire, j’ai suivi les différentes
étapes de la réalisation d’un projet d’envergure. Ce projet concerne l’automatisation et
l'informatisation du poste de pilotage d’une Centrale d’Air Continu, suite aux investigations
d’un organisme de contrôle qui a révélé l’obsolescence des équipements de commande et
d’instrumentation de l’installation. Il s’agissait donc d’automatiser le fonctionnement de la
Centrale, de déplacer le poste de supervision dans une salle de conduite déportée et de
réaliser les modifications électriques nécessaires à l’implantation des nouvelles
fonctionnalités. J’aborde donc dans ce rapport de manière détaillée l’explication des
automatismes réalisés. Je présente également les modifications électriques effectuées. Enfin
je présente le travail que j’ai pu effectuer sur le projet.
Project : Account manager - Renovation of a Continuous Air Power plant
Realizing my after studies project as attending account manager, I followed the various steps
of a large-scale project’s realization. This project deals about the automation and the
computerization of a Continuous Air Power plant’s cockpit. This work began after an
investigation of a technical inspection service which revealed the obsolescence of command
equipment and instrumentation of the installation. The job was to realise the automation of
the Power plant, to move the installation’s command centre in a deported room and to
realize the necessary electric modifications due to the new features. In this file, I’ll talk about
all technical information about the automation of the plant. I’ll also explain electric
modifications of the installation. Finally I’ll talk about things I worked on in the project.
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Fiche d’objectifs
Date : 20 Février 2011
Nom et description du projet :
Rénovation d’une centrale d’air continu. Il s’agit de réaliser l’automatisation du poste de
pilotage de cette centrale afin de pouvoir en améliorer le contrôle. La nouvelle installation
pourra permettre de piloter l’installation à distance grâce à une supervision déportée.
Le travail à fournir sur ce projet est celui d’un assistant chargé d’affaires.
Responsables du projet :
Antoine Baroth (Chargé d’affaires)
Walter Sebben (Responsable étude et développement)
Gérard Esterbet (Chef de projet)
Didier Bazard (Conducteur de travaux)
Objectifs :
- Etudier le cahier des charges du projet afin d’y tirer les informations importantes à
connaître, et cerner la volonté du client.
- Reprendre le travail réalisé (spécification commerciale et technique) sur l’affaire et
l’assimiler.
- Comprendre le fonctionnement de l’installation existante, et comprendre le travail
réalisé par les bureaux d’études pour l’automatisation de la centrale d’air.
- Réaliser le travail de supervision nécessaire au bon déroulement du projet.
- Assurer la communication entre les services de l’entreprise et le client.
- Travailler à résoudre les problèmes pouvant potentiellement impacter l’avance du
projet.
4
Sommaire
RESUME CONDENSE ............................................................................................................................................... 2
FICHE D’OBJECTIFS .................................................................................................................................................. 3
REMERCIEMENTS .................................................................................................................................................... 7
1. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ................................................................................................................. 8
1.1. LE GROUPE COTUMER............................................................................................................................... 8 1.2. IDEM AUTOMATION .................................................................................................................................. 9
1.2.1. Fiche Identité de l’entreprise ......................................................................................................... 9 1.2.2. Présentation générale ................................................................................................................. 10 1.2.3. Historique de l’entreprise ............................................................................................................ 11 1.2.4. Implantation géographique de l’entreprise ................................................................................ 11 1.2.5. Présentation de l’organisation structurelle de l’entreprise ......................................................... 12 1.2.6. Formation du personnel, Qualification de l’entreprise ............................................................... 14
2. LE TRAVAIL DE CHARGE D’AFFAIRES ........................................................................................................... 15
2.1. ROLE PERSONNEL DANS L’ENTREPRISE ........................................................................................................... 15 2.2. LE ROLE DU CHARGE D’AFFAIRES .................................................................................................................. 15
2.2.1. En quelques mots ........................................................................................................................ 15 2.2.2. Les 4 domaines d’action d’un chargé d’affaires .......................................................................... 16
2.3. FAMILIARISATION AVEC LE POSTE ................................................................................................................. 17 2.4. PRISE EN MAIN DE L’AFFAIRE ....................................................................................................................... 18
3. LE PROJET : RENOVATION D’UNE CENTRALE D’AIR CONTINU .................................................................... 19
3.1. INTRODUCTION : ...................................................................................................................................... 19 3.2. CAHIER DES CHARGES RESUME : ................................................................................................................... 19 3.3. L’INSTALLATION : ...................................................................................................................................... 20
4. TRAVAUX D’AUTOMATISATION .................................................................................................................. 21
4.1. DESCRIPTION DES EQUIPEMENTS : ................................................................................................................ 21 4.1.1. Génération d’air comprimé ......................................................................................................... 22 4.1.2. Circuit de lubrification paliers ..................................................................................................... 23 4.1.3. Circuit de distribution bancs d’essai ............................................................................................ 24
4.2. DESCRIPTION FONCTIONNELLE : ................................................................................................................... 25 4.2.1. Production d’air........................................................................................................................... 25 4.2.2. Vannes de configuration ............................................................................................................. 25 4.2.3. Vannes de décharge .................................................................................................................... 25 4.2.4. Vannes de distribution ................................................................................................................ 26 4.2.5. Lubrification des paliers compresseurs ....................................................................................... 27 4.2.6. Refroidissement du circuit d’air continu ..................................................................................... 29 4.2.7. Instrumentation des compresseurs ............................................................................................. 29 4.2.8. Bilan ............................................................................................................................................ 30
4.3. ARCHITECTURE MATERIEL : ......................................................................................................................... 31 4.3.1. Architecture d’automatisme ....................................................................................................... 31 4.3.2. Architecture de conduite et mesure ............................................................................................ 33 4.3.3. Description des interfaces : ......................................................................................................... 34 4.3.4. Informations sur le poste principal de supervision ...................................................................... 35 4.3.5. Informations sur le poste de développement de la supervision .................................................. 36
5
4.3.6. Informations sur la centrale de mesure LabView ........................................................................ 36 4.4. DESCRIPTION DES SECURITES : ..................................................................................................................... 36
4.4.1. Protection du personnel .............................................................................................................. 36 4.4.2. Protection du matériel ................................................................................................................ 36 4.4.3. Traitement des sécurités ............................................................................................................. 37
4.5. PROCEDURES DE MISE EN SERVICE : .............................................................................................................. 39 4.6. DESCRIPTION DU FONCTIONNEMENT :........................................................................................................... 40
4.6.1. Description des modes d’exploitation ......................................................................................... 40 4.6.2. Mode normal .............................................................................................................................. 41 4.6.3. Mode modifié .............................................................................................................................. 42 4.6.4. Procédures de marche automatique ........................................................................................... 42
4.7. DEFAUTS : ............................................................................................................................................... 42 4.8. FONCTIONNEMENT DETAILLE DU PROGRAMME AUTOMATE : ............................................................................. 43
5. TRAVAUX INTRINSEQUES DE REALISATION ELECTRIQUE ........................................................................... 45
5.1. INTRODUCTION : ...................................................................................................................................... 45 5.2. ALIMENTATIONS : ..................................................................................................................................... 46 5.3. ENTREES/SORTIES DEPORTEES : ................................................................................................................... 47 5.4. INSTRUMENTATION : ................................................................................................................................. 48
6. TRAVAIL REALISE SUR L’AFFAIRE ................................................................................................................. 49
6.1. PARTICIPATION AU LANCEMENT DE L’AFFAIRE : ............................................................................................... 49 6.2. VISITE DE CHANTIER – RELEVES ELECTRIQUES : ................................................................................................ 50 6.3. RECHERCHE DE MATERIEL / RENCONTRE AVEC LES SOUS-TRAITANTS ET LES FOURNISSEURS : .................................... 50 6.4. SUIVI DES ETUDES : ................................................................................................................................... 51 6.5. PARTICIPATION A LA REUNION POUR LA VALIDATION D’ETUDE : .......................................................................... 52 6.6. LANCEMENT DES COMMANDES/SUIVI DES RECEPTIONS..................................................................................... 52 6.7. PLANIFICATION DES REALISATIONS/SUIVI DES REALISATIONS : ............................................................................. 53 6.8. RECETTE DU MATERIEL AVEC CLIENT : ............................................................................................................ 54
7. CONCLUSION ................................................................................................................................................ 55
BIBLIOGRAPHIE ..................................................................................................................................................... 56
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Table des figures
Figure 1 : Organigramme des différentes filiales du groupe cotumer ................................................................ 8
Figure 2 : Implantation en France ................................................................................................................................... 8
Figure 3 : Implantation géographique ........................................................................................................................ 11
Figure 4 : Organigramme de l'entreprise .................................................................................................................. 12
Figure 5 : Certifications QSE .......................................................................................................................................... 14
Figure 6 : Certification MASE......................................................................................................................................... 14
Figure 7 : BASE DE PRIX ................................................................................................................................................... 17
Figure 8 : Salle Compresseurs ....................................................................................................................................... 20
Figure 9 : Synoptique génération Air Comprimé .................................................................................................... 22
Figure 10 : Synoptique lubrification paliers .............................................................................................................. 23
Figure 11 : distribution bancs d’essai ......................................................................................................................... 24
Figure 12 : Synoptique du circuit de lubrification des paliers ............................................................................ 27
Figure 13 : Synoptique des mesures prises sur compresseur ............................................................................. 29
Figure 14 : Synoptique de l'architecture automatisme générale ...................................................................... 31
Figure 15 : Topologie du bus Profibus ........................................................................................................................ 32
Figure 16 : Synoptique de l'architecture de conduite ........................................................................................... 33
Figure 17 : Synoptique Résumé .................................................................................................................................... 34
Figure 18 : Colonne de signalisation ........................................................................................................................... 35
Figure 19 : Principe d'une chaîne de sécurité matérielle ..................................................................................... 38
Figure 20 : Chaîne de sécurité automate .................................................................................................................. 39
Figure 21 : schéma de principe des alimentations ................................................................................................. 40
Figure 22 : Résumé des Configurations en fonction de l'utilisation ................................................................. 41
Figure 23 : Grafcet général du programme de fonctionnement de l'installation ........................................ 44
Figure 24 : Armoires de distribution et coffrets déportés ................................................................................... 46
Figure 25 : Distribution 230V TRI ................................................................................................................................. 47
Figure 26 : Départs Moteurs 400V Tri ........................................................................................................................ 47
Figure 27 : Coffret déporté n°1..................................................................................................................................... 47
Figure 28 : Vanne Askania (sera remplacée par vanne CAMFLEX) .................................................................... 48
Figure 29 : Pompe de lubrification à remplacer ...................................................................................................... 48
7
Remerciements
Je tiens avant tout à remercier mon tuteur de stage en entreprise M. Antoine BAROTH, ainsi
que M. Joseph CAMORS, Chargés d’Affaires et principales personnes avec qui j’ai travaillé au
sein d’IDEM Automation. Je les remercie pour toute l’aide et tous les conseils qu’ils ont pu
m’apporter durant le stage. Ils ont su me donner progressivement les bonnes tâches à
réaliser pour pouvoir me familiariser au plus vite avec le métier de chargé d’affaires.
Je tiens à remercier M. Laurent LOZUPONE, Directeur général de la société, pour avoir bien
voulu m’accueillir au sein de son équipe et pour m’avoir donné un thème de stage
correspondant aux exigences du projet de fin d’études.
Je souhaite également remercier les personnes avec lesquelles j’ai pu travailler sur mon
projet phare de rénovation d’une Centrale d’Air Continu à savoir M Walter SEBBEN,
responsable E&D, M Gérard ESTERBET chef de projet automatismes et M Didier BAZARD,
conducteur de travaux.
Enfin je souhaite, de manière globale, remercier les personnes de la société IDEM
Automation pour m’avoir réservé un bon accueil à mon arrivée et m’avoir permis de
m’intégrer rapidement dans ses effectifs.
8
1. Présentation de l’entreprise
1.1. Le groupe COTUMER
Le groupe COTUMER est une association de plusieurs entreprises, de corps de métier
différents mais complémentaires. L’organisation du groupe est la suivante :
Figure 1 : Organigramme des différentes filiales du groupe cotumer
Les domaines d’intervention sont variés :
- Maintenance industrielle et nucléaire
- Tuyauterie industrielle (COTUMER)
- Machines spéciales, Chaudronnerie (STERI)
- Electricité, Automatisme, Informatique industrielle (IDEM Automation)
- …
Les entreprises du groupe sont essentiellement situées dans l’Est de la France.
Figure 2 : Implantation en France
9
1.2. IDEM Automation
1.2.1. Fiche Identité de l’entreprise
- Raison Sociale
IDEM Automation (SAS)
Route de Rombas – BP 10644
F-57146 WOIPPY Cedex
Tél : +33 (0)3.87.51.39.40
Fax : +33 (0)3.87.51.36.32
SIRET : 50068718100015
RCS : Metz B 500 687 181
Capital Social : 500.000,00 €
- Domaine d’activité répertorié
Conception d'ensemble et assemblage sur site industriel d'équipements de contrôle
des processus industriels (3320C)
- Clients/Concurrents
La majorité des projets et travaux d’IDEM Automation sont réalisés dans l’industrie
sidérurgique ou en usine de production d’électricité. Cependant l’entreprise tend à
se diversifier et de nombreux projets commencent à être menés dans d’autres
secteurs de l’industrie comme l’agroalimentaire ou encore la recherche.
Les principaux concurrents d’IDEM Automation sont les agences Nord-est de grands
groupes comme Clemessy, SPIE, Cegelec, Ineo…
- Effectifs en personnel
IDEM Automation emploie 62 personnes à temps plein parmi lesquels :
- 17 ingénieurs et cadres
- 21 techniciens et agents de maîtrise
- 24 collaborateurs
- Chiffre d’affaires et résultat d’activités
7 millions d’euro de chiffre d’affaire en 2010.
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1.2.2. Présentation générale
IDEM Automation, filiale du groupe COTUMER, est une entreprise ayant pour but de
proposer et de réaliser des prestations industrielles complètes décomposées dans les
pôles métiers suivants :
- Etudes, instrumentation
Les équipes du bureau d’étude Electricité IDEM Automation sont composées de
spécialistes formés aux outils CAO/DAO qui assurent la conception de schémas
électriques, la sélection et la commande des matériels et équipements, et le suivi
technique des travaux en cours.
- Fabrication d’équipements
Les équipes atelier assurent la fabrication, le montage des équipements électriques
en atelier et les tests matériels intermédiaires et finaux. La majorité des équipements
sortant de l’atelier sont des châssis, armoires ou coffrets :
o Haute tension A
o Basse tension
o Commande de moteurs
o Variation de vitesse
o Automatismes
o Commande
- Montage sur site, maintenance
Des équipes de terrain montent, et mettent en service sur site les équipements
conçus en atelier. Ils réalisent la distribution d’énergie électrique, le câblage des
automates et matériels associés, et s’occupent des réseaux informatiques et bus de
terrain.
Des contrats de maintenance sont également honorés (maintenance préventive et
corrective, diagnostics et dépannage …)
- Automatismes, robotique et simulation, supervision
Le bureau d’étude Automatismes d’IDEM Automation réalise études, analyses
fonctionnelles et conçoit et met en œuvre des solutions d’automatisation
industrielle. Les réalisations sont gérées par automate programmable de toutes
technologies.
Des solutions de supervision permettent de créer les interfaces homme-machine
pour le pilotage d’installations industrielles.
11
1.2.3. Historique de l’entreprise
Quelques dates clés et évènements les plus marquants depuis la création de
l’entreprise jusqu’à nos jours :
2007 : Création, le 03/10/07 de l’entreprise IDEM Automation.
2008 : Investissement dans le capital social : 37.000,- € à 500.000,- €.
Acquisition et intégration de la société SERETRA.
2009 : Acquisition et intégration de la société TETRAL (Méry).
2010 : Création d’une filiale à part entière, IDEMLUX Automation, à
Bascharage au Luxembourg.
1.2.4. Implantation géographique de l’entreprise
Figure 3 : Implantation géographique
L’entreprise est implantée à trois endroits en
France et au Luxembourg :
o Siège social & site de production à
Woippy
o Agence Rhône-Alpes à Mery
o Agence IDEMLUX Automation à
Bascharage (Luxembourg)
L’agence de Woippy étant le siège social de l’entreprise, toutes les affaires
d’importance y transitent obligatoirement. La majorité des effectifs y est concentrée.
L’agence de Bascharage s’occupe exclusivement des chantiers du Luxembourg pour
des raisons légales.
L’agence de Mery est une acquisition récente, et sert de pied à terre pour une
ouverture aux appels d’offres de chantier de la région.
12
1.2.5. Présentation de l’organisation structurelle de l’entreprise
L'effectif peut connaître des variations saisonnières en raison du recours occasionnel à des contrats à durée déterminée
J.CAVALLI
PRESIDENT DU
GROUPE
ORGANIGRAMME IDEM Automation Révision P du 31/03/2011
SURFACE
INDUSTRIELLE COUVERTE
1 300 M²
INGENIEURS et
CADRES
17
TECHNICIENS AGENTS
DE MAITRISES
21
COLLABORATEURS
24
TOTAL
PERSONNEL
62
O. FOURQUIN
DIRECTEUR
GENERAL
BASES VIES ET AGENCESCHARGE D'AFFAIRES
P. TONDAHR
ASSISTANTE DE
DIRECTION
L. LOZUPONE
DIRECTEUR
GENERAL ADJOINT
E. MAIRE
ELECTRIQUE / PROJETS /
INSTRUMENTATION
J. CAMORS
ELECTRIQUE / PROJETS /
INSTRUMENTATION
A. BAROTH
ETUDES ET CONCEPTION REALISATION
RESPONSABLE
MONTAGE / FABRICATION
L. LOZUPONE
ELECTRIQUE / PROJETS
RESPONSABLE
ETUDES ELECTRIQUES /
AUTOMATISME
R. MANCINELLI
A. HERTZ
SERVICES
ADMINISTRATIFS
SECURITE QUALITE
ENVIRONNEMENT
RESSOURCES HUMAINES
ACHATS
COMPTABILITE
P. ZOSO
G. AVOGADRO
J. BERBES
AGENCE RHONE ALPES
R. RETTER
SIDERURGIE
R. MANCINELLI
ELECTRIQUE / PROJETS
R. MANCINELLI
SYSTEMES
D'INFORMATION
FORMATEUR EXPERT
INSTRUMENTATION
J.C. BAUQUIS
BASE CLIENT 1
BASE CLIENT 2
BASE CLIENT 3
Figure 4 : Organigramme de l'entreprise
L’entreprise est divisée de manière hiérarchisée. On retrouve au sommet de la
pyramide le président du groupe Cotumer.
Le directeur général a un rôle de prospection de marchés. Il est secondé par son
directeur général adjoint qui s’assure de la bonne marche de l’entreprise en
supervisant chaque chiffrage et chantier important en accord avec le chargé d’affaire
titulaire du projet.
13
L’entreprise est ensuite divisée en cinq pôles :
- Celui des chargés d’affaire, qui réalisent les chiffrages de nouvelles affaire et
en assurent la mise en route le suivi si l’entreprise est retenue.
- Le pôle Base Vie et agences. L’entreprise possède des pieds à terre chez
certain de ses plus importants clients. Les travaux de régie et de
petite/moyenne ampleur y sont gérés en indépendance.
- Le pôle études et conception composé du bureau d’étude électricité et du
bureau d’étude automatismes, informatique industrielle. On y retrouve les
chefs de projets et les techniciens qui travaillent essentiellement sur les
projets de moyenne/grande envergure.
- Le pôle réalisation. Ce sont en fait les techniciens et ouvriers qui réalisent les
installations sur site et en atelier.
- Le service administratif composé :
o Des responsables QSE qui entre autre réalisent des audits de
conformité des installations (ISO…)
o Du service achat (achat de matériel, négociations,
approvisionnement…)
o La comptabilité, les ressources humaines et le service information
14
1.2.6. Formation du personnel, Qualification de l’entreprise
Figure 5 : Certifications QSE
Le système qualité d’IDEM Automation est soumis à une évaluation / certification ou
approbation / audit par un organisme accrédité indépendant de l’entreprise.
La société est de ce fait accréditée entre autres :
- NF EN ISO 9001
- EDF NT 85/114 v15 (niveau d’accréditation EDF pour prestataires travaillant
sur sites nucléaires)
- CEFRI (certification des entreprises pour la formation et le suivi du personnel
travaillant sous rayonnements ionisants (zone nucléaire…))
Pour son personnel, IDEM Automation a mis en œuvre des formations externes à la
fois réglementaires (CACES, SST, habilitations électriques, …) mais également issues
d'une volonté à instruire le personnel. Par exemple, les employés sont sensibilisés au
référentiel MASE (manuel d’amélioration sécurité des entreprises) qui est un système
de management dont l’objectif est l’amélioration permanente et continue des
performances Sécurité Santé Environnement des entreprises.
Figure 6 : Certification MASE
Enfin l’entreprise a également développé un système d'accueil de réunions sécurité
périodiques au cours desquelles des thèmes sécurité sont étudiés.
15
2. Le Travail de chargé d’affaires
2.1. Rôle personnel dans l’entreprise
Au sein de l’entreprise, mon travail a été celui d’assistant chargé d’affaire en collaboration avec mon tuteur chez IDEM Automation : M Antoine Baroth. La description de mon stage m’imposant de devoir suivre un chantier assez conséquent des premières étapes jusqu’aux dernières, j’ai été dès mon arrivée assigné au suivi d’un projet de grande envergure. Ce projet initié par M Baroth consistait en la rénovation d’une centrale d’air continu pour un client du secteur de la recherche dans le domaine aérospatial. J’y ai consacré la plus grosse partie de mon temps, mais le rôle de chargé d’affaire exigeant d’être « multitâche » (il y a toujours plusieurs chantiers ou projets à des étapes différentes d’avancement qui se déroulent en même temps), j’ai également travaillé sur un bon nombre d’autre projet. J’y consacrerai la dernière partie de ce rapport.
2.2. Le rôle du chargé d’affaires
Autres intitulés pour le poste : ingénieur d’affaires, ingénieur contrat, ingénieur
technico-commercial, responsable d’affaires.
L'ingénieur d'affaires est l'interlocuteur privilégié du client
dans l'entreprise et suit pour lui l'avancement des projets.
Il est garant de la relation commerciale en veillant au
respect du cahier des charges défini par le client. (Source
Fiche APEC « ingénieur d’affaires »).
2.2.1. En quelques mots
Le chargé d’affaire est la personne qui analyse les besoins du client, puis réalise et
propose une offre technique et commerciale adaptée aux besoins de son client. Il est
ensuite responsable de la bonne exécution de la prestation ou du projet qu’il
propose. A ce titre, il est l’interlocuteur privilégié du client dans l’entreprise.
Il a également un devoir de prospection et de recherche d’opportunités
commerciales. Au fil du temps et des différents projets qu’il conduit, le chargé
d’affaire se crée un portefeuille de clients qu’il devra entretenir et chercher à
développer.
16
2.2.2. Les 4 domaines d’action d’un chargé d’affaires
- Rechercher de nouvelles opportunités commerciales
La plupart du temps, ce sont les entreprises qui sont consultées par les clients et le
chargé d’affaire répond à ces appels d’offres. Cependant, s’assurer de bonnes
relations avec les anciens clients/acteurs de son secteur, c’est se garantir de
nouvelles opportunités commerciales. Un chargé d’affaire passe donc beaucoup de
temps à entretenir ses contacts. De plus, suivre et anticiper les offres de ses
concurrents, et assurer une veille économique sur le marché lui permet souvent
d’agrandir son portefeuille client.
- Participer à l’élaboration des offres techniques et commerciales
Un chargé d’affaire analyse les besoins et attentes de son client pour lui apporter des
solutions techniques et financières adaptées. Il participe aux études de faisabilité
technique du projet en analysant le cahier des charges.
Il finalise l’offre technique et commerciale puis présente et défend le projet auprès
du client.
Un chargé d’affaire doit se tenir informé des innovations technologiques liées au
secteur afin d’optimiser la qualité de la prestation, et d’anticiper les demandes des
clients.
- Concevoir le projet
Le chargé d’affaire établi les structures du projet et ses règles de fonctionnement
(méthodes, pilotages…). Il définit les objectifs et ressources nécessaires à la bonne
exécution du projet.
Il a pour rôle de former et d’animer les réunions avec les acteurs du projet (clients et
chefs de projets essentiellement) afin de s’assurer de la bonne compréhension des
deux partis.
- Suivre la réalisation du projet
Lorsque la phase réalisation du projet commence, et jusqu’à sa fin, le chargé d’affaire
supervise et coordonne le travail de l’ensemble des acteurs internes et externes. Il
assure un soutient fonctionnel et technique aux équipes en charge de la réalisation,
et contrôle le déroulement du projet, l’exécution du planning, le respect du budget…
Pendant toute la durée de la réalisation, le chargé d’affaire a également le rôle
d’informer le client de l’avancée du projet, et des problèmes éventuels rencontrés. Il
peut à ce titre organiser des réunions dans le but de trouver des solutions.
17
2.3. Familiarisation avec le poste
Lors de mon arrivée dans l’entreprise IDEM Automation, j’ai dû avant tout m’adapter aux
exigences du poste (assistant chargé d’affaire). Les domaines d’activité d’un chargé
d’affaire dans une PME comme IDEM Automation sont essentiellement les suivants :
- Etude du cahier des charges client
- Proposition de solutions techniques appropriées et chiffrage de projet
- Rédaction des spécifications techniques et commerciales
- Planification (moyens humains et logistiques) de la réalisation
- Suivi de la réalisation
- Gestion technique et financière du projet
A ce titre, l’entreprise mets à disposition des chargés d’affaires des outils appropriés à ce
genre de tâches. J’ai donc dû me familiariser avec ces outils. Parmi ceux-ci on retrouve :
- Devis texte types, à partir desquels toutes les propositions techniques et
commerciales de l’entreprise sont élaborées
- Outil d’assistance au chiffrage, composé de :
o Une base de prix des matériels fréquemment utilisés
o Une base de données du matériel précédemment commandé
o Une base de données regroupant les différents contacts des fournisseurs
souvent consultés, ainsi que leur service technique
o Une bibliothèque de catalogues et e-catalogue facilitant la recherche
technique de matériel approprié aux affaires en cours
o Un logiciel d’aide à l’établissement de devis (permettant entre autres de
réaliser les différentes opérations liées au montant horaire, coût matériel,
et considérations commerciales)
- Outil d’assistance à la planification, proposant entre autres de placer les
ressources humaines et logistiques sur une échelle de temps, et d’en assurer un
suivi
Figure 7 : BASE DE PRIX
Après m’être renseigné sur l’intégralité de ces outils, mon tuteur m’a proposé de mettre
en pratique leur utilisation en me proposant divers chiffrages sur de petits travaux à
réaliser chez un des clients d’IDEM Automation dans l’industrie sidérurgique.
18
2.4. Prise en main de l’affaire
Rapidement, j’ai dû me mettre au courant des différents éléments de l’affaire qu’il allait
m’être donné de suivre tout le long de mon PFE chez IDEM Automation, puisqu’une
visite sur chantier, ainsi qu’une réunion avec le client était planifiée mi-février.
Il faut savoir que lorsque je suis arrivé en entreprise, IDEM Automation avait déjà été
retenue comme prestataire pour ce chantier et de ce fait, je n’avais pas participé au
chiffrage et à l’élaboration de la spécification technique (qui avait été faite par mon
tuteur, M BAROTH).
Il m’a donc fallu me plonger dans le CCTP de l’affaire, ainsi que dans les propositions
techniques et commerciales déjà élaborées afin de me mettre au fait de l’affaire.
Description générale du chantier :
Ce projet concerne l’automatisation et l'informatisation du poste de pilotage de
la Centrale d’Air Continu du site parisien de notre client, suite aux investigations
d’un organisme de contrôle. Ce contrôle a révélé l’obsolescence des équipements
de commande et d’instrumentation de l’installation.
Il s’agissait donc en quelques mots de :
- Réaliser les études nécessaires à l’automatisation de cette centrale d’air
(configuration automate, nouvelle instrumentation, nouvelle distribution
électrique de puissance, travaux software et hardware pour la
supervision…)
- Fournir, poser et raccorder les nouvelles installations étudiées sur site
- Assurer la mise en fonctionnement finale et assurer le bon
fonctionnement de l’installation
La compréhension de l’installation m’a pris un certain temps, étant donné sa complexité.
De plus, tous les éléments du chantier ne relèvent pas uniquement du génie électrique,
mais également du génie civil et mécanique. Il m’a donc fallu étudier attentivement tous
les documents concernant cette affaire pour bien l’appréhender.
Les visites sur le site à Paris m’ont permis de replacer tous les éléments techniques
assimilés dans le bon contexte. Les réunions organisées suite à ces visites m’ont permis
de rencontrer le client, ainsi que le bureau d’ingénierie (dont le but premier est de
contrôler l’adéquation entre le besoin du client et l’efficacité des solutions proposées par
IDEM Automation pour satisfaire ce client) à plusieurs reprises.
19
3. Le projet : Rénovation d’une Centrale d’Air Continu
3.1. Introduction :
Le chantier présenté dans la suite de ce rapport a été le projet fil rouge de mon stage. C’est
donc à ce projet que j’ai consacré la majorité de mon temps de travail au sein d’IDEM
Automation. Je n’ai pas réalisé seul l’intégralité des études qui vont suivre. Le statut que
j’occupais dans l’entreprise n’exigeait pas de moi de développer des analyses techniques
poussées et était plus tourné vers la supervision. Cependant, la compréhension de
l’installation existante et des solutions proposées étaient absolument nécessaire afin de
mener à bien les tâches qui m’étaient confiées.
En effet, afin de pouvoir organiser un reporting efficace auprès du client, afin de pouvoir
expliquer et défendre le travail effectué, et surtout afin de résoudre les problèmes et
s’assurer du bon avancement du projet, une bonne maîtrise technique du sujet était
inévitable.
Je commencerai donc par faire un état des lieux technique de l’installation avant travaux afin
d’expliquer son fonctionnement, puis je présenterai l’étendue du travail que nous avons
réalisé pour ce projet et j’expliquerai en détail les solutions appliquées.
3.2. Cahier des charges résumé :
Le projet concerne l’installation d’équipements de contrôle/commande pour
l’automatisation d’une Centrale d’Air Continu existante.
Au terme de l’opération :
- Le fonctionnement de la Centrale d’Air Continu devra être automatisé
- Le poste de pilotage de l’installation sera déplacé dans une salle de conduite
déportée
Les travaux les plus marquants du projet étant :
- la mise en œuvre d’un système de communication entre les automates
déportés (automates présents sur site + nouveaux automates à installer pour
l’automatisation de la centrale)
- la mise en œuvre d’un système de pilotage distant de l’installation
automatisée
Les prestations correspondantes tiennent intrinsèquement compte :
- Des mises à niveau électriques nécessaires à l’implémentation des nouvelles
fonctionnalités
- Du désinvestissement des matériels et équipements existants devenu de ce
fait inutiles et / ou obsolètes
20
- De la modification des matériels et équipements existants en vue de
permettre leur interfaçage avec les nouveaux systèmes de contrôle
commande
- De la mise en conformité de l’installation automatisée au regard des directives
européennes concernées et plus particulièrement pour ce qui concerne :
o La gestion des fonctions marche / arrêt / arrêt d’urgence
o La mise en œuvre d’une chaîne de sécurité
3.3. L’installation :
Figure 8 : Salle Compresseurs
L’installation concerne donc la rénovation de la CAC (Centrale d’Air Continu) d’un des
sites parisiens de notre client, acteur important de la recherche et développement dans
le domaine aérospatiale.
La Centrale d’Air Continu produit et distribue l’air basse pression BP utilisée sur des
bancs d’essais spécifiques situés dans les laboratoires du site (où sont réalisés des tests
sur turboréacteurs, statoréacteurs, super statoréacteurs…)
21
Chacun des bancs d’essais comporte des caractéristiques techniques particulières en
fonction du domaine d’études auquel il se rapporte (statoréacteurs, turboréacteurs …)
mais ils sont tous alimentés, en totalité ou partiellement, par les mêmes sources fluides
de type carburant ou neutre et se présentant sous forme liquide (kérosène, eau,…) ou
gazeuse (Air, H2, O2,…).
La Centrale d’Air Continu est l’organe qui produit et distribue l’air basse pression BP
utilisée dans les laboratoires.
Pour cela, l’installation dispose de 3 compresseurs d’air de forte puissance alimentés
sous 5 kV pour un total de 3,6 MW :
- Deux compresseurs basse pression (BP1 et BP2) pouvant délivrer chacun un débit
d’air de 5kg/s sous 6 bars soit 10kg/s si mis en parallèles
- Un sur presseur haute pression (HP) pouvant délivrer un débit d’air de 5kg/s sous
12 bars lorsqu’il est alimenté par un compresseur ou 12kg/s par les deux
compresseurs BP.
Elle dispose en outre des éléments annexes (lubrification, refroidissement), d’un poste
de pilotage CAC que l’on peut scinder en deux parties avec d’une part la gestion des
compresseurs (poste CAC1) et d’autre part la distribution de l’air BP avec sa régulation
en pression (poste CAC2).
4. Travaux d’Automatisation
4.1. Description des équipements :
La globalité de l’installation étant assez complexe, on peut la diviser selon les trois
groupes suivants :
- La génération d’air comprimé
- La lubrification des paliers hydrodynamiques des compresseurs
- La distribution d’air aux bancs d’essais ATD
22
4.1.1. Génération d’air comprimé
Le circuit de génération d’air comprimé est assuré par les éléments suivants.
Les compresseurs :
- Les 3 compresseurs (BP1, BP2 et HP)
Les vannes :
- Les vannes d’aspiration (V21 et V23)
- Les vannes de combinaison (V02-V04, V6, V08-V10 et V12)
- Les vannes de départ distribution (11 et 13)
- La vanne anti-pompage (V05)
- La vanne de régulation de pression (V41) et sa vanne d’arrêt (V07)
- La vanne d’ajustement pression (V42)
- La vanne de sécurité à ouverture rapide (V43)
- La vanne de mise à l’atmosphère ATD (V44)
Les échangeurs :
- Les volets de refroidisseurs airs (VA1-VA4)
- Les ventilateurs de refroidissement (VRA1-VRA4)
B
P-4
V03
VA1
V02
P-6
VA2
V04
VRA1 VRA2
V21
Admiss.
BP1
B
P-13
VA3
P-9
VA4
V06
VRA3 VRA4
V23
Admiss.
BP2
BP1 A BP2 A
Collecteur 1
HP C
V08
Collecteur 3
V44
Mise
Atmos.
V05
Anti
pompage
V41
Régul.
pression
V07
V42
Ajust.
pression
V43
Sécurité
V13
V10 V09
V12
Collecteur 2
Vers
ATD
Vers
M1
Vers
ATD
C3-C2
Decharge
AspirationsGENERATION AIR COMPRIME
V11
Figure 9 : Synoptique génération Air Comprimé
23
4.1.2. Circuit de lubrification paliers
Le circuit de lubrification paliers est assuré par les éléments suivants.
Les pompes :
- Les 3 pompes de pré-lubrification (PL.BP1, PL.BP2 et PL.HP)
- Les 3 pompes attelées aux moteurs compresseurs
- Les vannes de préchauffage (VP1, VP2 et VP3)
- Les résistances de préchauffage (R1, R2 et R3)
- Le ventilateur refroidisseur huile (VRH)
- Les volets de refroidissement (BP1.VH1, BP2.VH2 et HP.VH1)
BP1 HP
LUBRIFICATION PALIERS
Echangeur
BP1-VH1
VP1
Bâche
Préchauffage
R1
PL.BP1
Echangeur
HP-VH1
VP3
Bâche
Préchauffage
R3
PL.HP
Pompe
attelée
Pompe
attelée
VRH
BP2
Echangeur
BP2-VH2
VP2
Bâche
Préchauffage
R2
PL.BP2
Pompe
attelée
Figure 10 : Synoptique lubrification paliers
24
4.1.3. Circuit de distribution bancs d’essai
Le circuit de distribution est assuré par les vannes suivantes.
Couloir Nord :
- La vanne 9TR (collecteur 3)
Banc M1 :
- La vanne 11 (collecteur 3)
Bancs ATD :
- Les vannes présentées sur le synoptique ci-dessous
DISTRIBUTION DES BANCS D’ESSAIS
Collecteur 3
Collecteur 2
4C2
4E
8C2
8C3
8Ø100
ATD8 ATD9ATD7ATD6ATD5ATD4
Couloir Nord
ATD3
ATD2
ATD1
5C2
5E
6E
6C3
7C3
9C2
9C3
11
Collecteur 3
13
1TR
1C2
M1
2C2
2-3TR
3C3
9TR
Figure 11 : distribution bancs d’essai
25
4.2. Description fonctionnelle :
4.2.1. Production d’air
La production d’air BP de la CAC est obtenue à partir de 3 compresseurs : 2
compresseurs BP (BP1 et BP2) et un sur presseur HP.
Chaque groupe BP1 et BP2 est composé de deux compresseurs centrifuges étagés
(corps A et B).
Le corps A tourne à une vitesse de 7535 tr/mn et le corps B à une vitesse de 11945
tr/mn. Ces vitesses sont obtenues par deux multiplicateurs, le premier étant
directement accouplé au moteur (1485 tr/mn) et le second étant situé entre les corps
A (rapport 5) et B (rapport 1,58).
Les compresseurs BP1 et BP2 aspirent l’air à température extérieure par
l’intermédiaire de filtres installés dans une gaine reliée à une cheminée d’aspiration.
Le sur presseur HP est composé d’un seul compresseur centrifuge à 2 étages
tournant à 12500 tr/mn après multiplicateur (rapport 8,4). Il est capable d’aspirer
l’air refoulé par les 2 BP soit 10 kg/s sous 6 bar et fournir au maximum 10 kg/s d’air
sous une pression de 12 bar.
En sortie du corps A, l’air atteint une température d’environ 150°C. Il est ensuite
refroidi à environ 50°C avant d’être réintroduit dans le corps B (système
aéroréfrigérant intermédiaire comportant des ventilateurs reliés à des échangeurs
air/air).
L’air en sortie du corps B, dont la température monte à nouveau à 170°C, est à
nouveau refroidi, par l’intermédiaire d’un second système aéroréfrigérant principal, à
environ 50°C avant d’être envoyé selon la pression désirée soit directement au circuit
de distribution des cellules ATD (si P nécessaire < 6 bar) soit au système d’aspiration
du sur presseur HP qui ne comporte qu’un seul corps C (si P nécessaire > 6 bar).
En final, le sur presseur HP, si sollicité, envoie l’air directement au circuit de
distribution des cellules ATD ou du banc M1, sans être refroidi.
4.2.2. Vannes de configuration
Compte tenu de ce dispositif, 8 configurations sont alors possibles en fonction du
débit Q et de la pression nécessaire aux essais. Un jeu de vannes permet de se placer
dans l’une des configurations choisies.
4.2.3. Vannes de décharge
Dans une configuration donnée, lorsque l’air est dirigé vers une cellule d’essai, il se
peut que la capacité maximale de la configuration ne soit pas totalement utilisée. La
26
pression désirée étant fixée avant le démarrage de l’essai, on choisit alors la
configuration des compresseurs à la limite supérieure des besoins (exemple si Q
demandé = 6 kg/s et P = 5 bar alors configuration BP1 ET BP2 en parallèle avec leur
corps respectifs A et B en série) et un système de 3 vannes de décharge (V41, V42 et
V44) permet de réguler la pression et donc le débit injecté dans la cellule d’essai (l’air
non utilisé est alors évacué à l’atmosphère).
Deux autres vannes de ce circuit de décharge (V05 et V43) ont une fonction de
sécurité respectivement « anti-pompage » et « décharge rapide ».
4.2.4. Vannes de distribution
Finalement, l’alimentation des bancs d’essais s’effectue à partir des vannes de tête
V13 (ATD) ou V11 (M1). Ces vannes sont de différentes tailles mais toutes actionnées
par vérins électropneumatiques.
Pour les ATD, la distribution finale s’effectue à partir des 18 vannes de proximité.
Les ordres d’ouverture ou de fermeture de ces vannes peuvent être commandés de
la manière suivante :
Depuis le poste de contrôle CAC :
- Ordre d’autorisation d’ouverture
- Ordre de fermeture
Depuis les coffrets de proximité des bancs :
- Ordre d’ouverture (possible seulement si l’autorisation est activée)
- Ordre de fermeture
La position de chaque vanne ainsi que les autorisations d’ouverture sont signalées
par des voyants disposés au poste de contrôle CAC et sur les coffrets de proximité.
27
4.2.5. Lubrification des paliers compresseurs
LUBRIFICATION PALIERS
P
T
Mesure de pression
Mesure de température
BP1 HP
Echangeur
BP1-VH1
VP1
Bâche
Préchauffage
R1
PL.BP1
Echangeur
HP-VH1
VP3
Bâche
Préchauffage
R3
PL.HP
Pompe
attelée
Pompe
attelée
VRH
BP2
Echangeur
BP2-VH2
VP2
Bâche
Préchauffage
R2
PL.BP2
Pompe
attelée
P
T
PHD2-BP1
PHD1-BP1
THR-BP1
PPHA-BP1
TTHE-BP1
T
THS-BP1
THR-BP2
P PHA-BP2
T
THS-BP2
P
T
PHD2-BP2
THD-BP2
PHD1-BP2
T
P PHA-HP
PHD2-HP
THD-HP
Tcuve-BP2
PHD1-HP
THR-HPTHS-HP
TTHE-BP2
TTHE-HP
P
TTHD-BP1
PPPTT PTT PTT
PN PN PN
PN
PTT
Seuil de niveau par lames vibrantes (chaîne sécurité)
Mesure de température (chaîne sécurité)
PP Seuil de pression (chaîne de sécurité)
P
PP
P P
HPPSLH09C1PSLH09 PP C1PSLH09
Figure 12 : Synoptique du circuit de lubrification des paliers
Les compresseurs BP1 et BP2 comportent chacun 14 paliers hydrodynamiques et le
compresseur HP en totalise 8.
Chaque palier est lubrifié par un circuit d’huile comportant une pompe de démarrage
(pour la mise en pression préalable), un circuit de préchauffage (pour la mise en
température et viscosité en limite basse avant démarrage des compresseurs) et, pour
le fonctionnement en régime de croisière, une pompe attelée (directement reliée au
moteur de chaque compresseur). Pour les fonctionnements longue durée, un
système aéroréfrigérant permet de stabiliser la température de l’huile en limite
haute.
Chacun des circuits est indépendant. Il comporte ainsi principalement :
- Une pompe à huile de pré-lubrification et à moteur indépendant
- Une pompe attelée au moteur de son compresseur
28
- Une résistance chauffante associée à une vanne (mise en température
initiale ou préchauffage – en limite de température basse)
- Un échangeur à air VRH (refroidissement en limite de température haute
lors d’un fonctionnement en régime longue durée)
- Un réservoir d’huile
- Un volet du circuit de ventilation
- Son système de filtration
S’ajoute un ventilateur de refroidissement de l’huile VHR commun à ces trois circuits.
Avant le démarrage des compresseurs, il est parfois nécessaire (notamment en
période hivernale) de porter l’huile des réservoirs en température de fonctionnement
minimale (25°C – limite basse pour atteindre une viscosité correcte).
La pompe est alors démarrée, la vanne de préchauffage ouverte et la résistance
chauffante actionnée. L’huile atteint sa température minimale à des durées variables
selon la saison.
Une fois la température minimale atteinte, la vanne du circuit de préchauffage est
fermée et la résistance électrique est coupée. Avec la fermeture de cette vanne,
l’huile issue de la pompe de pré lubrification est alors dirigée vers le compresseur en
service via l’échangeur aéroréfrigérant prévu pour maintenir sa température à une
limite haute inférieure à 70°C (sécurité haute).
Chaque compresseur possède une pompe attelée (couplée au même moteur que le
compresseur) qui doit prendre le relais de la pompe de pré lubrification aussitôt
qu’est actionné le démarrage du moteur compresseur. Ces deux pompes étant
montées en parallèle et la pompe attelée ayant une pression minimale supérieure à
la pompe de pré lubrification PL, cette dernière est stoppée dès que la pression
d’huile détectée dépasse son amplitude nominale maximale. Inversement la pompe
de pré lubrification se remet automatiquement en route dès que la pression d’huile
passe sous le seuil de cette pression nominale (à l’arrêt de compresseurs,
notamment).
Cette pompe de pré lubrification permet ainsi de lubrifier les paliers avant et après le
démarrage des compresseurs et notamment pendant les phases progressives de
montée en régime et d’arrêt.
Une fois le régime de fonctionnement atteint, la pompe attelée permet d’assurer la
lubrification des paliers en toute sécurité.
29
4.2.6. Refroidissement du circuit d’air continu
En sortie du corps A, l’air atteint une température d’environ 150°C. Il est ensuite
refroidi à environ 50°C avant d’être réintroduit dans le corps B (système
aéroréfrigérant intermédiaire comportant des ventilateurs reliés à des échangeurs
air/air).
L’air en sortie du corps B, dont la température monte à nouveau à 170°C, est à
nouveau refroidi, par l’intermédiaire d’un second système aéroréfrigérant principal, à
environ 50°C avant d’être envoyé selon la pression désirée soit directement au circuit
de distribution des cellules ATD (si P nécessaire < 6 bar) soit au système d’aspiration
du sur presseur HP qui ne comporte qu’un seul corps C (si P nécessaire > 6 bar).
4.2.7. Instrumentation des compresseurs
VRA1 VRA2
VRA3 VRA4
BP1 BP2 HP
Vers
ATD
Vers
M1
Vers
ATD
C3-C2
Decharge
AspirationsGENERATION AIR COMPRIME
V05
Anti
pompage
V07
V02
V03 V04
V21 V23
V06 V08 V09 V10
V12
A AB B C
PPair-BP1-1
T T Tair-BP1-4
Tair-BP1-2 TSB-BP1
TSA-BP1
T
Tair-BP1-3TTair-BP1-1
T T Tair-BP2-4
Tair-BP2-2 TSB-BP2
TSA-BP2
T
Tair-BP2-3TTair-BP2-1
T Tair-HP-2
TSC-HPTair-HP-1
TTair-collecteur
P
Pair-BP1-2
PPair-BP2-1
P
Pair-BP2-2
DPasp-BP1 DP DPasp-BP2
DP-HP
DP
P
P P PP
P Pair-HP-2Pair-HP-1
Pair-BP2-3 Pair-BP2-4
Pair-BP1-3
Pair-BP1-4
PPair-collecteur
PTT PTT PTT
PTT PTT
T
P
PTT
Mesure de pression
Mesure de température
Seuil de température (chaîne de sécurité)
DP Mesure de pression différentielle
T
V13 V11
V41
Régul.
pression
V42
Ajust.
pression
V43
Sécurité
V44
Mise
Atmos.
Figure 13 : Synoptique des mesures prises sur compresseur
30
Les compresseurs sont équipés d’un certain nombre de capteurs permettant la
surveillance des températures et pressions à différents endroits des circuits de
lubrification et d’air continu. Ces mesures sont prises en charge par le système
informatique incorporant des automates spécifiques de type compact RIO de
National Instrument.
4.2.8. Bilan
Le fonctionnement détaillé de l’installation étant donné, il est alors aisé de prendre le
recul nécessaire afin de constater l’ampleur des travaux à réaliser.
Automatiser une installation revient nécessairement à analyser chacun des états du
système, et concevoir une « machine à état » qui décrit chaque état suivant possible
en fonction de l’état précédent, ainsi que la condition nécessaire à un passage de
l’état présent vers tel ou tel état suivant.
Sur chaque élément du système sont présents de nombreux actionneurs et capteurs
(fins de course, température, pressostat…) qui renvoient ou utilisent des
informations. Ces informations sont traitées par les automates du site.
L’automatisation de l’installation servira :
- D’une part à conduire l’installation via un poste de commande à distance
(conduite et mesure)
- D’autre part à récupérer des informations qui seront stockées pour analyses
(supervision)
Le nombre de paramètres à prendre en compte étant important (voir Annexe n°1),
une architecture réseau automate se charge de la transmission des informations.
31
4.3. Architecture matériel :
4.3.1. Architecture d’automatisme
ARCHITECTURE AUTOMATE
RESEAU PROFIBUS
Coffret 1
BP1Coffret 2
BP2
Coffret 3
HP
Coffret 5
Déplacement
axial
Coffret 8
Compact RIO
BP1
Coffret 9
Compact RIO
BP2
Coffret 10
Compact RIO
HP
Coffret 6
TGBT 400V
DIRIS
TGBT
400V+N
DIRIS
230V TRI
DIRIS
CELL. 5.5kV
BP1
DIRIS
CELL. 5.5kV
HP
DIRIS
CELL. 5.5kV
BP2
Coffret 7
AERO
Coffret 4
Vannes
Codeur
Arbre
Moteur BP1
Codeur
Arbre
Moteur BP2
Codeur
Arbre
Moteur HP
Figure 14 : Synoptique de l'architecture automatisme générale
L’architecte d’automatisme repose sur un réseau ProfiBus au débit de 12Mbauds qui
rassemble les coffrets de l’installation, sur lesquels sont câblés les différents capteurs
et actionneurs, à l’unité centrale de l’automate.
Profibus (Process Field Bus) est le nom d'un type de bus de terrain inventé par Siemens
et devenu peu à peu une norme de communication dans le monde de l'industrie.
Source : Wikipedia.
Le synoptique ci-dessus résume l’architecture générale. Le système est basé sur un
automate central (SIEMENS S7-300) rassemblant l’intégralité des informations grâce
à des embases d’entrées/sorties déportées (SIEMENS ET200M).
L’automate central est relié à ses embases d’entrées/sorties déportées en Profibus,
via une batterie de répéteurs Profibus. Sur chaque embase sont connectées les
32
entrées/sorties du système proche parmi lesquelles : capteurs, actionneurs, centrales
de mesure (DIRIS), codeurs …
Une connexion aux automates National Instrument Compact RIO est également
prévue en Profibus. Ces automates sont un peu particuliers dans le sens où leur
entité de traitement des données contient une CPU couplée à un FPGA. Déjà présents
sur le site avant travaux, ils servent avant tout à récupérer des informations précises
sur les 3 compresseurs.
API
R
Coffret 5
RIO BP1C1
RIO HPC3
RIO BP2C2
R
Coffret 4
DIRIS
DIRIS
BP2
DIRIS
BP1
Coffret 6
DIRIS
HP
DIRIS
ARCHITECTURE AUTOMATE
RESEAU PROFIBUS
R
TGBT 400V+NTGBT 230VTRI
ATD
Axes
5 kV 5 kV 5 kV
BP1
Compresseur
BP2
Compresseur
R R
HP
Compresseur
Figure 15 : Topologie du bus Profibus
Tout est donc construit autour de l’API central. On voit bien sur ce dernier schéma
qu’absolument tout y est raccordé. C’est la pièce maîtresse de l’installation.
33
4.3.2. Architecture de conduite et mesure
ARCHITECTURE SUPERVISION ET LABVIEW
RESEAU ETHERNET
Coffret 8
Compact RIO
BP1
Coffret 9
Compact RIO
BP2
Coffret 10
Compact RIO
HP
Centrale de
mesure
LABVIEW
Supervision
Poste de
développement
Supervision
Poste de conduite
Fib
re
Op
tiqu
e
Fib
re
Op
tiqu
e
Salle automate
Salle Bipolaire
API
VIDEO
CAMERAS VIDEOMobile supervision
MICROS
Figure 16 : Synoptique de l'architecture de conduite
L’architecte de conduite et mesure repose sur un réseau Ethernet qui rassemble les
coffrets Compact RIO et une centrale de mesure LabView ainsi que l’automate de la
supervision. En outre, une caméra vidéo orientable en salle des compresseurs permet
la visualisation des groupes en salle de contrôle (appelée salle bipolaire).
Ces réseaux Ethernet transitent par des fibres optiques entre la salle automate et la
salle bipolaire. On distingue :
- Le réseau centrale de mesure dont chaque rack d’acquisition rejoint
indépendamment le Switch Ethernet situé en salle bipolaire par le biais d’une
connexion cuivre du rack jusqu’en salle automate puis par une connexion
fibre optique de la salle automate jusqu’en salle bipolaire.
- Le réseau supervision qui véhicule les données à traiter au poste de conduite.
Ce réseau connecte l’automate ; les prises RJ45 de connexion PC mobile et les
2 convertisseurs fibre optique au Switch de la salle automate. Deux liaisons
fibre optique relient la salle automate à la salle bipolaire où 2 autres
convertisseurs assurent la continuité du réseau aux postes de conduite et de
développement par l’intermédiaire d’un dernier Switch.
34
4.3.3. Description des interfaces :
On distingue les différentes interfaces suivantes sur l’installation :
Les liaisons câblées :
- Capteurs Tout Ou Rien (fin de courses, contacts de relais, détecteurs de
proximités…)
- Capteurs ANAlogiques (mesures de pression, température ou position)
- Sorties Tout Ou Rien (Electro-vanne, contacteurs…)
- Sorties ANAlogiques (Vanne proportionnelles)
- Liaison Audio vers haut parleur
Les liaisons réseau :
- Liaisons PROFIBUS (Racks E/S déportées, codeurs et DIRIS vers API)
- Liaisons ETHERNET (API et Compact RIO vers SUPERVISIONet LABVIEW)
- Liaison Video Camera vers Video (via média fibre optique)
INTERFACES
Sorties TOR
Entrées TOR
Entrées ANA
Sorties ANA
AUTOMATE APIE/S DEPORTEES
CAPTEURS
ACTIONEURS
RESEAU
PROFIBUS
CODEURS RESEAU MESURE
DIRIS RESEAU
RESEAU
ETHERNET
SUPERVISION
RACKS ACQUISITION
COMPACT RIO
CENTRALE MESURE
LABVIEW
RESEAU
ETHERNET
Figure 17 : Synoptique Résumé
35
4.3.4. Informations sur le poste principal de supervision
L’exploitation de l’installation se fait à partir d’un poste de supervision déporté par
rapport à la salle compresseur.
Ce poste de supervision n’est en fait rien d’autre qu’un poste informatique un peu
particulier. Il est composé de :
- 1 ordinateur fixe avec une carte réseau Fast-Ethernet et une carte graphique
permettant l’affichage simultané sur 6 écrans
- 6 écrans plats 21 Pouces
Nous avons utilisé une suite logicielle WonderWare InTouch afin de réaliser
l’interface graphique permettant la commande de l’installation.
InTouch est un logiciel de supervision de référence grâce à sa simplicité d’utilisation,
sa fiabilité, son évolutivité, ses performances et ses nombreuses fonctionnalités. Ce
programme est massivement utilisé en industrie pour la conduite d’installations.
Brièvement :
Les informations pour le pilotage de l’installation sont reçues et envoyées via le
réseau Ethernet. La supervision Intouch est en fait une interface graphique intuitive
lançant des scripts qui génèrent l’envoi des bons signaux pour commander
l’installation.
L’affichage sur 6 écrans permet une visualisation spontanée de toutes les données
nécessaires au contrôle du bon fonctionnement de la centrale d’air continu.
L’opérateur peut donc voir en temps réel (rafraichissement toutes les secondes
environ) les données de n’importe quel capteur et la position de n’importe quel
actionneur. De plus, en cas de problème, le système génère des alarmes bloquantes
ou non qui sont, soit affichées sur les écrans, soit signalées à l’aide d’une colonne
lumineuse installée dans la pièce.
Figure 18 : Colonne
de signalisation
Le signalement est :
- Jaune clignotant et sonore pour les alarmes
- Rouge clignotant et sonore pour les Défauts
36
L’opérateur peut intervenir à tout moment en utilisant les synoptiques animés de
l’interface de commande. Il a à sa disposition plusieurs outils :
- Un set de commandes automatiques (séquences programmées afin d’utiliser
l’installation en un mode voulu d’un simple clic)
- Les commandes individuelles de chaque actionneur pour commander
précisément chaque élément de l’installation
4.3.5. Informations sur le poste de développement de la supervision
Depuis ce poste de Supervision, il sera possible sur accès réservé de procéder aux
modifications des configurations système et des synoptiques. Il sera également
possible de gérer les alarmes, ainsi que les accès des utilisateurs des postes de
conduite.
Le personnel pourra simuler et qualifier les programmes, ainsi que déclarer, visualiser
et paramétrer les entrées/sorties et étalonner les capteurs de l’installation.
4.3.6. Informations sur la centrale de mesure LabView
La Centrale de mesure LabView récupère les données des capteurs et des actionneurs
pendant toute la durée de fonctionnement de la centrale d’air continu. Son but est
d’enregistrer ces données et de les rendre exploitables pour d’éventuelles analyses
(perfectionnement de l’installation, résolution d’anomalies…). Les données
récupérées et enregistrées sont donc les plus précises possibles (meilleur
échantillonnage et meilleure précision que les données de la supervision).
4.4. Description des sécurités :
4.4.1. Protection du personnel
La protection des personnes est principalement assurée par les protections
mécaniques de type carter enveloppant les machines.
4.4.2. Protection du matériel
La protection du matériel, quant à elle, est assurée par la surveillance de différents
éléments (capteurs de pression, température …) qui informe l’automatisme et
l’opérateur d’éventuelles dérives du processus.
Afin de garantir au mieux la préservation des compresseurs, certains capteurs seront
utilisés pour interrompre la chaîne de sécurité concernée au même titre que les
arrêts immédiats.
Il existe une chaîne de sécurité par compresseur. Cette chaîne de sécurité incorpore
le bouton poussoir (BP) d’arrêt immédiat (AU) général, le BP AU ainsi que les
capteurs de sécurité propres au compresseur.
37
La rupture de la chaîne de sécurité d’un compresseur a pour effet l’arrêt immédiat de
ce compresseur par déclenchement de la cellule contacteur moteur, le démarrage de
la pompe de lubrification et l’ouverture totale de la vanne n°43 (vanne de sécurité à
ouverture rapide) par manque énergie.
4.4.3. Traitement des sécurités
Une chaîne de sécurité valide est donc constituée des organes suivants :
- BP AU général non enclenché
- BP AU compresseur x non enclenché
- Tension cellule compresseur x > 4,8 kV
- Tension cellule compresseur x < 5,3 kV
- Niveau d’huile dans le réservoir d’huile > 2/3
- Température d’huile sortie aéroréfrigérant < 70°C
- Température d’huile démarreur < 85°C
- Déplacement axe compresseur < limite
- Température d’air sortie corps A < 150 °C
- Température d’air sortie corps B < 190 °C
- Pression d’huile lubrification > 3,5 bar
- Rotor moteur compresseur shunté dans le temps limite < 120 sec
38
Figure 19 : Principe d'une chaîne de sécurité matérielle
Afin que le relais de sécurité ne soit pas désactivé inutilement lorsque le moteur
compresseur n’est pas en marche (cellule non enclenchée) ou pendant le démarrage
du compresseur (pression <3.5 bar ou shunt rotor non terminé), le contact ‘CelEncl’
temporisé non activé en l’absence de commande moteur et pendant le démarrage,
vient court-circuiter certaines conditions pour que celles-ci ne soient valides que
pendant la marche compresseur.
La surveillance du temps de démarrage rotorique est réalisée comme suit.
A l’enclenchement de la cellule le relais (CelEncl) monte après une temporisation
couvrant le temps type de démarrage. Si à la montée de ce relais, l’information ‘fin
de démarrage’ issue du démarreur rotorique n’est pas donnée, le relais de sécurité
est désactivé par l’ouverture du contact temporisé (CelEncl).
Un réarmement est nécessaire pour activer le relais de la chaîne de sécurité lorsque
celle-ci a récupéré toutes ses conditions.
Ces informations sont également connues par l’automate. Sur disparition d’une
condition, ce dernier opère une réaction à l’identique soit
- Déclenchement de la cellule moteur compresseur
- Démarrage de la pompe de lubrification
- Ouverture de la vanne de sécurité 43
39
Afin de ne pas démarrer la pompe de lubrification inutilement sur rupture de la
chaîne de sécurité, l’information compresseur en marche ou arrêté depuis peu de
temps (tempo) est testée comme condition de démarrage de la pompe.
PL1
API
CelEnc
Relais
securité
BP1
Chaine de sécurité
interrompue =>
contact NC au repos
Contact temporisé
au repos de la
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compresseur
Marche pompe
Pré-lubrification
API
Chaine de sécurité
BP1 interrompue =>
contact NO au repos
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Vanne sécurité 43
(Normalement
ouverte)
Sortie
Automate
Ouverture
V43
Sortie
Automate
Marche
Prélub
Chaine de sécurité
BP2 interrompue =>
contact NO au repos
Chaine de sécurité
HP interrompue =>
contact NO au repos
Decl-BP1
API
Déclenchement
Moteur BP1
Sortie
Automate
Déclenchement
Moteur BP1
Figure 20 : Chaîne de sécurité automate
4.5. Procédures de mise en service :
L’installation est mise en service lorsque les différents interrupteurs propres aux
distributions sont enclenchés.
On distingue :
- Les cellules HT 5kV
Sectionneurs ALSTHOM et leur alim. de commande 110VCC
- Le transformateur bitension P9
230V TRI (servitudes 7 bar, normal/secours groupe…)
400V TRI (Via Masterpact M10N1
- L’alimentation de secours lubrification
Groupe électrogène
Transfo élévateur 230V/400V
- L’alimentation 230V ondulé
Onduleur + transfo 230V (autonomie 10 mn)
40
63kV 5kV
BP1 BP2 HP
63kV/5kV
Tableau
230V TRI
Départ
existant
Tableau
400V TRI
Tableau
230V
Ondulé
Onduleur Pompes
Prélubrification
G Générateur
220V
220V/400V
Figure 21 : schéma de principe des alimentations
4.6. Description du fonctionnement :
4.6.1. Description des modes d’exploitation
L’installation est assimilée à un process continu de fourniture en air continu.
On considère 3 phases principales :
- Démarrage du ou des compresseurs
- Production air continu (durée variable selon besoin)
- Arrêt du ou des compresseurs
On note les asservissements principaux suivants.
- Pré-lubrification au démarrage et à l’arrêt
- Régulation de la pression pendant la production
- Refroidissement des circuits
41
4.6.2. Mode normal
Le mode d’exploitation normal est celui qui permet d’utiliser l’installation dans sa
configuration complète avec ses performances nominales.
Le besoin en air, pression et débit est définit par l’utilisation. Après mise en
configuration des vannes afin de correspondre à ces critères puis démarrage du ou
des compresseurs l’installation produit l’air continu requis de manière continue.
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Figure 22 : Résumé des Configurations en fonction de l'utilisation
42
4.6.3. Mode modifié
Le mode d’exploitation modifié est celui qui permet d’utiliser l’installation dans une
configuration différente de celle proposé par l’automatisme. Le pilote de l’installation
à la possibilité de commuter certains éléments en manuel afin de les commander
individuellement. Ils ne sont plus assujettis à la configuration saisie. Cela reste
possible si la commande désirée n’est pas conflictuelle avec les conditions de
fonctionnement des compresseurs.
4.6.4. Procédures de marche automatique
Certaines fonctions de l’installation peuvent être positionnées en mode automatique.
Dans ce cas, les actionneurs sont pilotés en fonction des modifications d’état et des
évènements apparaissant et disparaissant sur l’installation.
Un écran de la supervision permet de renseigner le besoin des bancs d’essais, à
savoir : la configuration voulue et la pression utilisateur désirée.
Une fois ce choix opéré, la configuration demandée s’affiche et le pilote peut vérifier
que les éléments concernés par les fonctions automatiques sont bien en mode
automatique. Le cas échéant, une commande permet la mise en automatique globale
de ces éléments.
Un écran de la supervision permet le démarrage de l’installation selon la
configuration choisie. Le pilote y visualise les différentes phases du process et opère
les actions de marche arrêt compresseurs ainsi que d’ouverture fermeture vannes.
Les éléments concernés par les fonctions automatiques sont alors activés ou
désactivés en fonction du cycle de démarrage ou d’arrêt des compresseurs.
4.7. Défauts :
Les défauts et évènements pouvant apparaitre sur l’installation sont classés en famille.
On distingue :
- les alarmes
Cas, par exemple, du dépassement d’un seuil de surveillance d’une mesure. Cette alarme
implique une signalisation sur le poste de supervision ainsi qu’une signalisation
lumineuse (orange) et sonore sur la colonne lumineuse. Ces alarmes n’ont donc pas
d’effet sur le process et seul le pilote de l’installation a la possibilité d’arrêter les
compresseurs s’il le juge utile.
- les défauts arrêtant les compresseurs
Toute apparition d’un tel défaut implique un arrêt des compresseurs et la mise en
marche de la pompe de lubrification associée. Ces défauts sont appliqués en redondance
43
avec la chaîne de sécurité Hardware auquel cas l’automate vérifie également la
retombée du relais de sécurité.
- les défauts arrêtant les pompes de lubrification et les moteurs aéros
Certains défauts, pouvant occasionner une détérioration matérielle, provoquent l’arrêt
de la pompe de lubrification afin de la protéger. Ces défauts ne seront valides que
pendant la phase de démarrage (préchauffage et pré lubrification) lorsque le
compresseur n’est pas encore démarré. En phase d’arrêt du compresseur, ces défauts
sont inhibés, hormis la disjonction moteur qui agit en câblé, afin de ne pas endommager
le compresseur par lubrification insuffisante.
De manière générale, les défauts de disjonction moteur entraînent la désactivation du
moteur concerné.
Un défaut du démarreur rotorique implique l’arrêt de la commande de démarrage ainsi
que l’arrêt du compresseur associé.
La liste de l’intégralité des évènements entraînant un défaut ou une alarme est donnée
en Annexe 2.
4.8. Fonctionnement détaillé du programme automate :
Au final, le fonctionnement du programme de commande assez complexe de l’automate
de l’installation peut être résumé à l’aide d’un jeu de grafcets, prévoyant tous les cas de
figure possibles.
Il faut tout de même savoir que des programmes spécifiques ont été écrits pour gérer
l’installation en cas de problèmes, comme par exemple lors d’un phénomène de
pompage. De plus, le grafcet présenté ci-dessous, même s’il est détaillé, ne présente pas
toutes les étapes (étapes de lubrification par exemple).
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Figure 23 : Grafcet général du programme de fonctionnement de l'installation
45
5. Travaux intrinsèques de réalisation électrique
5.1. Introduction :
A l’heure où j’écris ce rapport, le chantier sur site n’a encore commencé que
partiellement (nous sommes allés tirer une liaison câblée qui permettra par la suite de
permettre une continuité de l’installation en cas de coupure). Cependant, les réalisations
en atelier sont déjà quasiment finies.
La description du fonctionnement de l’installation (automatismes) comme je l’ai faite fait
état de l’utilisation de nombreux capteurs et actionneurs, et de comment ceux-ci sont
utilisés pour la conduite/supervision de l’installation. Elle fait également état des
différentes architectures automates et réseau de l’installation. Cependant, toute cette
description ne prend pas en compte l’installation matérielle sur site des solutions
étudiées.
En parallèle du travail d’étude automatisme a donc été effectué un travail qui a permis
d’imaginer les solutions pour une bonne réalisation.
Parmi ce travail il y a eu :
- Relevés sur site (implantation du matériel présent, dimensions du chantier, relevés
électriques sur les cellules d’alimentation et armoires à modifier, appréciation des
longueurs de câble à prévoir pour amener les alimentations et informations au bon
endroit, appréciation du matériel électrique à prévoir…)
- Réalisation des schémas électriques
- Sélection du matériel d’instrumentation adapté (vannes, capteurs …) et intégration
de ce matériel dans les schémas électriques
- Réalisation des schémas d’exécution (pose des cheminements…)
- Réalisation des procédures de test électriques des armoires et coffret
- De manière générale, tout ce qui concerne la mise en œuvre électrique de la solution
étudiée.
J’ai choisi dans ce rapport de m’attarder sur l’aspect conception des automatismes de
l’installation car c’était selon moi l’aspect technique le plus intéressant de ce projet.
L’aspect mise en œuvre n’en est pas moins intéressant, cependant détailler l’intégralité
des travaux prévus pourrait faire l’objet d’un autre rapport complet (d’autant que la
spécification technique rédigée par M Baroth sur ce projet en reprend tous les
éléments).
46
Je vais donc seulement présenter succinctement les 3 principaux moyens mis en œuvre
pour :
- Les mises à niveau électriques nécessaires à l’implémentation des nouvelles
fonctionnalités
- La modification des matériels et équipements existants en vue de permettre
leur interfaçage avec les nouveaux systèmes de contrôle commande
5.2. Alimentations :
Pour la mise à niveau électrique de l’installation, nous avons dû prévoir :
- Un nouveau tableau de distribution 400V Triphasé pour l’alimentation des
différents moteurs et des auxiliaires
- Un tableau 230V Triphasé, en remplacement du tableau 230V Triphasé
existant (alimentation d’auxiliaires)
- Un coffret 230V monophasé, en remplacement du tableau 230V monophasé
existant (alimentation d’auxiliaires)
- Un tableau 230V monophasé ondulé et son onduleur associé (alimentation
sécurisée pour les automates)
- Une armoire automate (armoire de l’automate central)
Figure 24 : Armoires de distribution et coffrets déportés
47
Figure 25 : Distribution 230V TRI
Les deux armoires les plus volumineuses du projet :
Distribution 400V TRI et Distribution 230V Tri.
A droite, seul un tiers de l’armoire est représenté
(armoires à 3 portes)
Figure 26 : Départs Moteurs 400V Tri
5.3. Entrées/sorties déportées :
Les entrées/sorties nécessaires au
fonctionnement de l’automatisme sont
disséminées sur toute l’installation. Les
informations sont récupérées par un système
d’entrées/sorties déportées, qui sont regroupées
dans des coffrets de regroupement locaux.
Nous avons donc dû prévoir 6 nouveaux coffrets
sur l’installation.
Les 6 coffrets sont en tous points semblables en
terme de conception (même si certains coffrets
peuvent gérer plus d’entrées/sorties que d’autres)
Figure 27 : Coffret déporté n°1
48
5.4. Instrumentation :
Les vannes et électrovannes de l’installation pneumatiques étant obsolètes, nous avons
dû prévoir le remplacement de plusieurs d’entre elles parmi lesquelles :
- Les électrovannes de distribution
- 2 vannes à boisseau sphérique
- 2 vannes CAMFLEX
De même, les pompes de lubrification et les démarreurs moteurs des compresseurs
étant obsolètes, nous avons dû en prévoir le remplacement.
Figure 28 : Vanne Askania (sera remplacée par vanne CAMFLEX)
Figure 29 : Pompe de lubrification à remplacer
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6. Travail réalisé sur l’affaire
Comme je l’ai dit précédemment, être chargé d’affaires c’est avant tout encadrer un projet
afin qu’il se réalise de la bonne manière. A ce titre, j’ai pu réaliser pour ou avec mon tuteur,
de nombreuses tâches parmi lesquelles :
- Participer au lancement de l’affaire
- Visite de chantier – Relevés électriques
- Recherche de matériel spécifique / Rencontre avec sous-traitants et fournisseurs
- Suivi des études
- Organisation de réunion pour la validation d’étude
- Lancement des commandes / Suivi des réceptions
- Planification des réalisations / Suivi des réalisations
- Recette du matériel avec client
6.1. Participation au lancement de l’affaire :
Le lancement de l’affaire de la rénovation de la Centrale d’Air s’est fait lors de
plusieurs réunions qui se sont déroulés chez IDEM Automation à Woippy et
sur le site futur des travaux, chez notre client.
Lors de mon arrivée dans l’entreprise, les deux premières réunions avaient
déjà été organisées, et j’ai pu participer à la troisième qui se déroulait chez le
client.
Le but lors d’une réunion de lancement d’affaire est de lever les moindres
doutes sur les travaux à venir. Le prestataire présente les résultats de sa pré-
étude et développe pour voir si sa vision du projet est en adéquation avec la
volonté du client.
Lors de cette réunion, le chef de projet électricité et le chef de projet
automatismes étaient présent, ainsi que Mr Baroth et moi-même. Nous avons
tout d’abord rapidement parlé des dernières modalités de planning et des
dernières questions commerciales.
Puis tour à tour, les chefs de projet ont présenté ce qu’ils prévoyaient pour le
projet. Nous en avons discuté avec le client ainsi que les représentants du
bureau de contrôle supervisant le chantier. Les derniers points flous ont été
expliqués.
Suite à cette réunion, il m’a fallu en rédiger un compte rendu des points
importants abordés.
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6.2. Visite de chantier – Relevés électriques :
Pour se faire une bonne idée du futur chantier, une visite du site a été
organisée avec le client. Cette visite m’a permis de bien cerner les différents
travaux que nous avions prévus (et que j’avais déjà étudié dans la
spécification technique).
Lors de cette visite, j’ai été chargé d’effectuer certains relevés nécessaires
pour le choix du matériel. J’ai dû m’assurer :
Des dimensions de certains des circuits d’air (pour le choix des
vannes)
De l’agencement des cellules HT
De la place nécessaire pour le remplacement des cuves des
démarreurs moteur des compresseurs
Des dimensions des portes (pour des raisons de manutention lors
du remplacement de certains équipements)
Nous avons également effectués des relevés de certains câbles de
l’installation (les plans n’étant pas tous à jour).
6.3. Recherche de matériel / Rencontre avec les sous-traitants et les
fournisseurs :
Le remplacement de l’instrumentation (vannes, distributeurs, démarreurs
moteurs …) étant une partie assez conséquente du projet, nous avons pris
contacts avec de nombreux fournisseurs afin d’analyser toutes les possibilités.
A ce titre, nous avons rencontré un certain nombre de technico-commerciaux
de diverses sociétés.
Mon travail a donc consisté à rechercher (internet, catalogues, contacts…) les
différents fournisseurs proposant du matériel conforme à notre demande,
prendre contact avec ces sociétés, et planifier une rencontre avec l’un de leur
représentant. J’ai également préparé les dossiers de consultation (rédaction
de cahiers des charges), pour chacun de ces représentants. Enfin j’ai participé
à ces rencontres.
Le travail effectué a été le même pour les sous-traitants que nous
emploierons sur le projet.
Parmi les sous-traitants et fournisseurs:
- Un tuyauteur industriel pour la pose des vannes et les modifications
des circuits hydrauliques
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- Les entreprises pour l’évacuation des déchets (Dont certaines
entreprises certifiées comme par exemple le sous-traitant retenu
pour déposer et détruire l’huile des anciens démarreurs moteurs,
celle-ci contenant du PCB)
- Une entreprise d’électricité accréditée pour la mise en service des
nouveaux onduleurs
- Une entreprise pour la pose et la mise en service du système de
vidéosurveillance
6.4. Suivi des études :
Réaliser le suivi des études, c’est avant tout s’assurer que le projet avance, et
qu’aucun problème ne vienne entraver le travail des bureaux d’études.
Par exemple, nous avons rencontré de nombreux problème avec l’intégration
des compacts RIO dans la nouvelle installation.
Les CRIO servent à récupérer des données (températures, tensions, vitesse)
sur les compresseurs. Nous voulions envoyer l’ensemble des données des 3
Compacts Rio :
- D’une part sur l’automate API via une liaison PROFIBUS - D’autre part directement sur la centrale de mesure Labview via une liaison
ETHERNET
Cette solution avait été préconisée et conseillée par le client.
Le problème était que sur chacun de nos 3 CRIO, nous ne disposions plus que d’1
seul port de libre, et nous avions constaté tardivement que 2 ports (1 port utilisé
et 1 port vide) étaient nécessaires pour plugger un module PROFIBUS DP sur le
rack CRIO (un automate CRIO étant capable sans module additionnel de
communiquer uniquement en Ethernet, ce module était donc indispensable).
J’ai donc eu l’occasion de prendre ce problème en main et d’investiguer sur les
différentes options possibles. La recherche d’une solution m’a amené à prendre
contact à de nombreuses reprises avec le client, National Instrument, ainsi
qu’avec notre sous-traitant spécialisé en programmation de CRIO.
Au final, nous avons adopté une solution particulière consistant à supprimer
notre liaison PROFIBUS et adapter le programme général de l’installation en
conséquence pour que tout passe par Ethernet. Une rencontre entre notre
bureau d’étude et notre sous-traitant (programmation CRIO) est prévue sous peu
afin de s’assurer que cette solution est viable.
Mon travail a permis au bureau d’étude de ne pas perdre trop de temps à
essayer de résoudre ce problème.
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6.5. Participation à la réunion pour la validation d’étude :
Ce stage m’a également amené à participer à une réunion pour la validation
d’étude du projet.
Lorsqu’IDEM Automation a travaillé sur l’étude électrique, des idées pour
modifications supplémentaires de l’installation visant à l’améliorer ont émergé.
La majorité de ces modifications, d’une part pouvait nous simplifier le travail à
réaliser sur site, d’autre part pouvaient techniquement arranger le client.
Un exemple concret est l’ajout sur le site d’un inverseur de source qui permettra
la commutation entre une alimentation venant d’un poste de transformation
(Poste 6) et d’un autre poste de transformation (poste 9). L’ajout de cet
inverseur nous a garanti une plus grande marge de manœuvre pendant les
travaux, et a également permis au client d’avoir dans le futur un équipement
permettant de lui faciliter la maintenance électrique de l’installation.
D’autres modifications étaient également à l’ordre du jour de cette réunion.
Avant la réunion, le travail a donc été de rédiger les spécifications techniques et
commerciales des modifications à opérer. Pour cela, nous avons dû chiffrer les
différentes moins-values et plus-values à prévoir.
Pendant la réunion, le travail a été d’expliquer au client la nécessité ou les
avantages à réaliser ces modifications afin de le faire adhérer à notre point de
vue.
6.6. Lancement des commandes/Suivi des réceptions
Nous avions besoin pour le projet, de différent matériel à des dates
différentes. Par exemple, le matériel électrique nécessaire à la réalisation des
armoires devait arriver le plus tôt possible afin que nos câbleurs puissent avoir
un temps suffisant pour finir les armoires en temps voulu. Les chefs de projets
se sont donc occupés des commandes de ce type de matériel directement
avec le service achat.
Par contre, pour le matériel spécifique, l’instrumentation, et les dates de travaux
de nos sous-traitants sur site, M. Baroth, le représentant du service achat et moi-
même avons directement supervisé les commandes.
En effet, le matériel spécifique a toujours un délai et des modalités de livraison
particuliers et il faut s’arranger du mieux possible pour que ce matériel arrive au
bon endroit au bon moment (pour éviter par exemple des frais de stockage, ou
des retards de livraison). De même, il faut s’arranger au mieux avec les sous-
traitants pour que les personnes travaillant sur le site n’empêchent pas d’autres
personnes de travailler.
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Le lancement des commandes doit donc se faire en adéquation avec les
plannings prévus, et il faut prendre en compte les disponibilités des différentes
entreprises travaillant sur le projet (fournisseurs, sous-traitants…). Cela nécessite
un travail conséquent que je ne soupçonnais pas au départ.
6.7. Planification des réalisations/suivi des réalisations :
Le travail de chargé d’affaire pendant une phase réalisation est un travail de
planification. Il faut établir un planning précis qu’il faut ensuite respecter pour
pouvoir terminer son chantier à temps et éviter des pénalités.
A prendre en compte dans le planning :
- La disponibilité des ressources humaines de l’entreprise (électriciens,
automaticiens, bureaux d’études…). En effet, l’entreprise mène toujours
plusieurs chantiers de front (et cela est d’autant plus vrai lors des
périodes d’arrêts d’usine). Nous avons donc travaillé avec M LOZUPONE
(Directeur général) pour réaliser un planning cohérent.
- Les contraintes d’accès au site du chantier (souvent en industrie, seules
les personnes ayant un accès ayant été préparé à l’avance peut entrer sur
site, ce qui pose parfois problème)
- Les contraintes imposées par le client (le client ne peut arrêter son
installation que pendant un certain temps, pour certains travaux des
responsables particuliers doivent être présents …)
- Le temps prévisionnel de chaque tâche à effectuer. Par exemple en
atelier, planifier combien de temps la confection d’une armoire
particulière va prendre.
- Les contraintes matérielles. Par exemple, nous devons effectuer
l’intégralité des travaux de dépose de matériel électrique pendant une
période définie, afin de ne pas avoir à louer une benne d’évacuation des
déchets durant un temps trop long. Ou encore, nous devons installer les
nouveaux démarreurs des moteurs au plus vite afin d’éviter qu’ils ne
soient stockés trop longtemps, dans un endroit à priori peu surveillé.
En ce qui concerne la réalisation, pour l’instant, une seule partie a déjà été
réalisée : celle de la confection en atelier des armoires à remplacer.
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6.8. Recette du matériel avec client :
Nous avons d’ores et déjà organisé une recette matériel (armoires électriques et
automates) avec le client. Avant cela, il a fallu tester en intégralité les armoires et
les automatismes.
Pour ça, j’ai dû rédiger des fiches de procédures de test. Ces fiches ont servi à
réaliser étape par étape les tests des armoires, avec chaque étape réussie devant
être parafée par un personnel IDEM Automation et un personnel du bureau de
contrôle surveillant le projet. Elles ont fait foi quant au bon fonctionnement de
l’installation lorsque le client est venu dans nos ateliers pour la réception du
matériel.
Tout a été simulé : déclenchement des équipements de contrôle (disjoncteurs…)
présences des bonnes tensions à tout endroit des circuits, fonctionnement des
sorties automates selon les entrées (simulées), fonctionnement des réseaux
PROFIBUS et ETHERNET…
J’ai d’ailleurs participé à ces tests avec M BAZARD, conducteur de travaux sur ce
projet.
Une recette matériel est en fait une vérification par le client de la conformité du
matériel qui sera livré avec ses besoins. Dans notre cas, cela s’est déroulé en
plusieurs étapes. Tout d’abord, une inspection générale des armoires a été
effectuée. Puis les procédures de test ont été analysées et certains tests ont été
aléatoirement refaits. Enfin cela s’est terminé par une réunion qui nous a permis
de faire un compte-rendu des travaux à réaliser dans le futur sur site.
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7. Conclusion
Durant ce projet de fin d’études, il m’a été permis de constater à quel point le métier de
chargé d’affaires pouvait être un métier exigeant. Il faut savoir conjuguer à la fois les
compétences techniques, les compétences commerciales, et le savoir relationnel.
Sur le plan technique, ce stage m’a beaucoup apporté en termes de savoir-faire appliqué.
En effet, pour pouvoir comprendre une installation électrique industrielle il m’a fallu me
plonger dans divers types de plans électrotechniques. J’ai également dû analyser en
détail bon nombre de fiches techniques et catalogues afin de pouvoir être en mesure de
proposer une configuration automate pouvant être adaptée à une installation. Ce savoir-
faire a grandi au fil du temps passé chez IDEM Automation.
D’autre part, j’ai pu aborder lors des chiffrages que j’ai réalisés un aspect qui m’était
alors très peu connu : l’aspect commercial d’une gestion d’affaire. J’ai trouvé que le fait
de devoir jongler entre le domaine technique et financier pour proposer une solution
adaptée à un client est un challenge très intéressant.
Enfin, chargé d’affaires est avant tout un métier de terrain, qui nécessite de garder un
contact permanent entre les personnes avec lesquelles on travaille. L’aspect relationnel
du métier est une chose que j’ai vraiment su apprécier, et est pour moi la clé d’un travail
intéressant.
Le fil rouge de ce PFE étant le projet de rénovation de centrale d’air continu que j’ai
présenté dans ce rapport, je ne me suis pas étendu sur les autres travaux que j’ai pu
réaliser durant le stage. Cependant ils ont été nombreux, et même si de moins grande
envergure, non moins intéressant.
En ce qui concerne mon projet central, il n’est pas encore fini à l’heure actuelle. Les
travaux sur site sont prévus à partir du 20 Juin 2011 et s’étendront sur environ 2 mois cet
été. Ils vont commencer par l’équipement complet de l’installation, puis se poursuivront
sur une mise en service, composée de tests et de vérifications. L’installation doit être
fonctionnelle pour Septembre 2011.
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Bibliographie
Documents IDEM Automation :
Manuel Devis Type IDEM Automation
Dossier de consultation du projet RENOCAC (Rénovation Centrale d’air Continu)
Spécification technique 507700 Dev C00a tech
Spécification commerciale 507700 Dev C00a com
Autres documents :
Fiche métier APEC « chargé d’affaires »
Site internet Wikipedia (Définition Profibus…)
