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UNIVERSITÉ MOHAMMED V AGDAL ECOLE MOHAMMEDIA D'INGÉNIEURS Département : Génie M

UNIVERSITÉ MOHAMMED V AGDAL ECOLE MOHAMMEDIA D'INGÉNIEURS Département : Génie Mécanique Filière : Conception et production intégrées Mémoire du Projet de Fin d’Études intitulé Conception de 4 types de pylônes pour la ligne 90 kV LOM PANGAR-Bertoua Pour l'obtention du Diplôme d'Ingénieur d'Etat Réalisé par : BENNANI SARAH TEYOU MAXIME JUNIOR Soutenu le 3 JUIN 2015 à 8h30 devant le jury composé de : Pr. MABSATE Pr. CHOUKRI Pr. ZAKI Pr. CHERRADI Pr. JADDI M. TALBI Année académique 2014-2015 Président Rapporteur Examinateur Examinateur Encadrant Encadrant industriel Projet de fin d’études-EMI I RESUME Au bout de 3 mois passés chez OMEXOM, une société de Vinci Energies à Casablanca dans le cadre de notre projet de fin d’études, notre travail a consisté en: - l’étude et la conception d'une famille de pylônes auto-stable, tétrapode, en treillis métallique pour une ligne aérienne à très haute tension de 90 kV. - la vérification des hypothèses selon la norme standard NF 50341 adoptée par la CENELEC. - la modélisation du pylône et la simulation des hypothèses sur les logiciels PLS TOWER et PLS-CADD /LITE. - l’établissement des plans d’ensemble, dessins d’ensemble et de détails sur le logiciel TEKLA. Et ce en réponse à l’appel d’offres lancée par ELECTRICITY DEVELOPMENT CORPORATION, pour la Conception, fourniture, montage et mise en service de la ligne 90 kV LOM PANGAR - Bertoua. Notre analyse poussée des critères de vérification de la conception sur le logiciel TOWER à aboutit au choix de solutions optimales des structures des pylônes pour la ligne 90 KV d’une part. D’autre part, en précédant l’entreprise dans l’adoption de TEKLA comme solution à l’obtention des plans et détails d’ensemble, nous avons confirmé leur désir d’implémenter la solution dans leur processus interne par notre démonstration des gains et facilités du logiciel sur notre projet pendant notre période de stage. Projet de fin d’études-EMI II ABSTRACT After 3 months spent in OMEXOM, a brand of Vinci Energies in Casablanca as part of our graduation project, our work consisted of: - The study and design of a family of metal latticed tetrapod TOWERs for a very high voltage line (90 kV). - Hypothesis verification according to EN 50341 standard adopted by the CENELEC. - Modeling of the TOWERs and simulation of the assumptions in POWERLINES’s software (PLS-TOWER and PLS CADD/LITE) - The establishment of designs, overall plans and details drawing's on TEKLA software. In response to the tender launched by ELECTRICITY DEVELOPMENT CORPORATION for the design, the supply, the installation and commissioning of the 90 kV line LOM PANGAR- BERTOUA in Cameroon. On one hand, our detailed analysis of the design verification criteria of PLS- TOWER software led us to the choice of optimal solutions for the design of the TOWERs. On the other hand, by being ahead of the company in adopting TEKLA as a solution to obtaining the overall plans and the details drawings, we confirmed their desire to implement the solution into their internal process, through our demonstration of the software's ease of use and its gains during our training period. Projet de fin d’études-EMI III ملخص بالدار البيضاء في سياق مشروع نهاية درستنا في VINCI ENERGIES إحدى شركات OMEXOM تجلى عملنا في دراسة وتصميم ابراج اشد وابراج التعليق من فئت 09 كيلو فولت - المعتمد عليها من طرف اللجنة األوربية للتعيير الكهربائي EN 50341 فحص الفرضيات وفق المعيار - PLS-CADD/LITE وتقليد الفرضيات في البرنم PLS TOWER نمدجة األبراج في البرنم - TEKLA ـإنشاء مخططات ورسوم التفاصيل في البرنم لتصميم وتوريد وتركيب خط 09 ELECTRICITY DEVELOPPEMENT CORPORATION وذلك ردا على مناقضة طرحها LOM PANGAR – Bertoua كيلو فلت ادى بنا تحليلنا المفصل للمعايير التي يتبعها البرنم من اجل التحقق من صالحية التصاميم إلى اختيار الحلول المثلى لهياكل .األبراج كحل للحصول على رسوم تفاصيل األبراج مكننا من تأكيد رغبة الشركة في تبني هذا الحل وذلك من TEKLA كما ان اتخاد خالل توضيح مكاسب هذا البرنم خالل فترت تدريبنا Projet de fin d’études-EMI IV REMERCIEMENTS Avant d’entamer le détail de notre projet de fin d’études, il nous tient à cœur de remercier toutes les personnes ayant participé de près ou de loin à l’acheminement de notre projet. Nous tenons d’abord à témoigner notre gratitude à l’égard de notre encadrant Mr JADDI Elhoucine, pour ses précieux conseils, son engagement permanent, son écoute et sa disponibilité. Nous exprimons également toute notre gratitude à l’ensemble du corps professoral de l’EMI, et plus particulièrement aux enseignants du département génie mécanique pour avoir porté un vif intérêt à notre formation, et pour avoir accordé le plus clair de leur temps, leur attention et leur énergie. Nous tenons aussi à remercier nos tuteurs de stage : Mr TALBI Abdelaziz et Mr TALBI Omar, pour tout le temps qu’ils nous ont consacré, leurs importantes directives, et pour la qualité de leur suivi qui nous a permis de progresser et donner le meilleur de nous-même durant toute la période de notre stage. Aussi, nos remerciements vont en l’encontre de l’ensemble du personnel du groupe Vinci Energies Maroc et particulièrement au personnel de la marque OMEXOM pour leur gentillesse et leur soutien, notamment Mme CHILEGH Damia et Mr Echahed Abderrahim. Enfin nos remerciements les plus sincères sont adressés aux membres du jury pour l’honneur qu’ils nous ont fait en acceptant d’examiner ce travail. Merci. Projet de fin d’études-EMI V Table des matières INTRODUCTION ............................................................................................................................ 1 Chapitre I : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE .............................................................................. 2 OMEXOM POWER & GRID ........................................................................................................ 2 I.1 Domaines d’activités ....................................................................................................... 3 I.2 Atelier de fabrication de pylônes et de charpentes ........................................................ 6 I.3 Projets .............................................................................................................................. 6 Chapitre II : GENERALITES SUR LES LIGNES AERIENNES, SUPPORTS ET NORMES DE DIMENSIONNEMENT .................................................................................................................... 7 II.1 Généralités sur les lignes aériennes ................................................................................... 7 II.1.1 Les câbles électriques .................................................................................................. 9 II.1.2 Les isolateurs ............................................................................................................. 10 II.2 Généralités sur les supports électriques .......................................................................... 11 II.2.1 Généralités sur les pylônes ........................................................................................ 12 II.2.2 Types de pylônes existants ........................................................................................ 13 II.2.3 Composants géométriques ....................................................................................... 16 II.3 Normes de dimensionnement .......................................................................................... 17 II.3.1 La NORME NF EN 50341-1 ......................................................................................... 17 II.3.2 La NORME NF EN 1993-1-8 ....................................................................................... 17 Chapitre III : CADRE DU PROJET ET EXIGENCE DU CAHIER DE CHARGE ..................................... 18 III.1 Généralités ...................................................................................................................... 18 III.1.1 La silhouette du pylône (Annexe C).......................................................................... 18 III.1.2 Hypothèses de charges (Annexe C) .......................................................................... 18 III.2 Spécifications du cahier de charges ................................................................................ 19 III.2.1 Définition des hypothèses de conception ................................................................ 19 III.2 Conducteur et câbles de garde ....................................................................................... 20 III.2.1Choix et des câbles conducteurs et câbles de garde ................................................ 20 III.2.2 Limite de tension des conducteurs et câble de garde ............................................. 22 III.2.3 Pylônes ..................................................................................................................... 22 III.2.4 Isolateurs : ................................................................................................................ 24 Chapitre IV : Etude théorique de conception ............................................................................. 25 IV.1 Vérification de la validité de la silhouette proposée par le cahier de charge ................ 25 Projet de fin d’études-EMI VI IV.1.1 Distances d’isolement .............................................................................................. 25 IV.1.2 Distance à la masse et vérification de la longueur des consoles des pylônes: ........ 25 IV.1.3 Vérification de la distance entre phase ................................................................... 32 IV.1.4 Vérification de la hauteur des pylônes .................................................................... 32 IV.2 Vérification des efforts appliqués aux pylônes selon les cas de charge adoptés ........... 33 IV.2.1 Généralités sur les efforts appliqués au pylône ....................................................... 33 IV.2.2 Effort du au vent sur les câbles ................................................................................ 34 IV.2.3 Effort du au vent sur les chaines d’isolateurs .......................................................... 36 IV.2.2 Cas de charge ........................................................................................................... 36 IV.2.3 Calcul des efforts ..................................................................................................... 37 IV.3.4 Chargement normale ............................................................................................... 39 IV.3.5 Cas exceptionnel de chargement : Rupture d’un câble ........................................... 40 IV.3.6 Résultats ................................................................................................................... 42 Chapitre V : MODELISATION SUR TOWER ET PLS-LITE ............................................................... 43 V.1 TOWER .............................................................................................................................. 43 V.1.1 Généralités ................................................................................................................ 43 V.1.2 Modélisation sur TOWER .......................................................................................... 44 V.1.4 Saisie de la géométrie du support ............................................................................ 44 V.1.5 Saisie des catalogues ................................................................................................. 46 V.1.6 Saisie des barres ........................................................................................................ 46 V.1.7 Définition du matériel d’accrochage associé au support ......................................... 47 V.1.8 Arbre de chargement de conception ........................................................................ 47 V.1.9 Conclusion ................................................................................................................. 48 V.2 PLS-CADD/LITE .................................................................................................................. 48 V.2.1 Modélisation ............................................................................................................. 49 V.2.2 Comparaison des résultats ........................................................................................ 50 Chapitre VI : VERIFICATION ET OPTIMISATION DES SUPPORTS ................................................. 51 VI.1 Principes théoriques de vérification des supports .......................................................... 51 VI.1.1 Effort limite de tension dans une barre ....................................................................... 51 VI.1.2 Effort de compression et flambement ......................................................................... 51 VI.2 Assemblage ..................................................................................................................... 52 VI.2.1 Introduction ............................................................................................................. 52 Projet de fin d’études-EMI VII VI.2.2 Rôle et type d’assemblage ....................................................................................... 52 VI.2.3 Principes d’assemblage ............................................................................................ 54 VI.2.4 Dimensionnement des boulons ............................................................................... 54 VI.2.5 Dimensionnement d’après l’EUROCODE 3 ............................................................... 56 VI.3 Vérification des assemblages selon l’EUROCODE 3 ........................................................ 58 VI.4 Vérification de la structure sur TOWER .......................................................................... 58 VI.4.1 Vérification de la conception sur TOWER ............................................................... 58 VI.4.2 Méthode de calcul des taux de travail sur TOWER .................................................. 60 VI.5 Etude du choix du contreventement .............................................................................. 65 VI.5.1 Généralités sur les systèmes de contreventement.................................................. 65 VI.5.2 Réponse aux sollicitations horizontales. .................................................................. 66 VI.5.3 Réponse aux sollicitations verticales ....................................................................... 70 VI.5.4 Classification des systèmes de contreventement selon les coefficients de comportement (NF EN 1998-6) .......................................................................................... 81 VI.5.4 Choix de la solution .................................................................................................. 83 VI.6 Résultats .......................................................................................................................... 86 VI.7 Etude technico-économique du projet: .......................................................................... 88 VI.7.1 Evaluation de la rentabilité du projet : .................................................................... uploads/Ingenierie_Lourd/ exemple-de-rapport.pdf