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Projet d'amélioration de l'alimentation en eau potable sur le plateau de l'université de Kinshasa

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par Mariama Ahmadou BAH
Université de Kinshasa - Diplôme d'études supérieures spécialisées en aménagement et gestion intégrés des forêts et territoires tropicaux 2011
  

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IV-4.2.5. Source d'énergie

En fonction du débit et de la hauteur manométrique totale d'élévation calculée, nous avons déterminé les différentes pompes en fonction de la puissance électrique nécessaire pour leurs fonctionnements.

a) Détermination des caractéristiques des groupes moto pompes Les caractéristiques des GMP sont :

+ le diamètre du toit être inférieur à celui du forage,

+ le débit est celui à déterminer à l'issu des essais de pompage, + la hauteur manométrique

+ la puissance

b) Détermination de la puissance hydraulique de la pompe Selon le fabriquant GRUNDFOS La puissance hydraulique en KW s'exprime par la formule

Phydo [KW] = Q*H/366*?

Phydro = puissance en KW

Q = débit en m3/h

H = hauteur manométrique totale en (m)

366 = coefficient de conversion des unités en KW

? = varie entre 0.65 à 0.85 d'où le rendement moyen est de l'ordre 0.75

- la puissance du moteur électrique est supérieure de 20% de la puissance hydraulique. Soit PHyd*1.20

-pour F1p la puissance hydraulique est Q = 30m3/h

HMT = 161m

=17.59 KW

Partant de la puissance hydraulique déterminons la puissance du moteur électrique d'entrainement de la pompe.

P mot = P hydro*1.20 17.59 KW*1.20 = 21.108 KW

En puissance normalisée on choisira la puissance proche de la puissance calculée soit 22KW (confère GRUNDFOS)

Les moteurs des autres pompes se calculent de la même manière

Tableau n°17 : récapitulatif des caractéristiques des différentes Groupe Moto Pompe

Caractéristique

F1p

F2P

F3P

F4P

Pompe

Débit

30m3/h

30m3/h

30m3/h

30m3/h

HMT

161

173

204

192

Diamètre PVC

200mm

200mm

200mm

200mm

Rendement de la

pompe ? = 0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

Moteur

Puissance

22KW

22KW

30KW

30KW

Tension

380V

380V

380V

380V

Fréquence

50HZ

50HZ

50HZ

50HZ

Mode de démarrage

Etoile triangle (Y-A)

Dimensionnement du Groupe Electrogène des futurs forages

Pour cette étude, nous avons opté pour le recours à l'énergie thermique à savoir le Groupe Electrogène, qui sera en secours du courant de la SNEL.

Le dimensionnement d'un groupe électrogène pour alimenter un moteur électrique est fonction du mode de démarrage de ce dernier. Dans notre cas nous avons opté pour le mode de démarrage étoile triangle (Y-A) qui allège les contraintes lors du démarrage.

La puissance du groupe électrogène (PGE) sera obtenue à partir de la puissance du moteur (Pmoteur) ci-dessous (Dans le cas du premier forage la puissance du moteur F1p = 22KW) :

PGE = Pmoteur *2.5 KW PGE = 22*2.5 = 55 KW

Pour le déterminer la puissance en KVA, nous utilisions le coefficient de conversion Cos? = 0.8

68.75

Pour tous les autres forages les procédées de calcul sont les mêmes et cela nous donne

Tableau n° 18 : récapitulatif des caractéristiques du Groupe électrogène

Caractéristique

F1p

F2P

F3P

F4P

Moteur Electrique

Puissance

22KW

22KW

30KW

30KW

Tension

380V

380V

380V

380V

Fréquence

50HZ

50HZ

50HZ

50HZ

Mode de démarrage

Etoile triangle
(Y-A)

Etoile triangle
(Y-A)

Etoile triangle
(Y-A)

Etoile triangle
(Y-A)

Groupe Electrogène

Puissance calculé

68.75 KVA

68.75 KVA

93.75KVA

93.75KVA

Puissance normalisé

80 KVA

80 KVA

110 KVA

110 KVA

Tension

380 V

380 V

380V

380V

Fréquence

50HZ

50HZ

380V

380V

e) Détermination de la section du câble de Groupe moto pompe des forages en projet

- En utilisant la formule de GRUNDFOS pour les calcules des sections des câbles en

mode de démarrage étoile triangle nous avons :

-

U = tension nominal [V] ; AU = chute de tension [%] ; I = intensité nominale du moteur [A] ; q = section du câble [mm2] ; XL = résistance inductive 0.078*10-3 [fl/m] ; Cosfl = facteur de puissance, Sin fl = V1- cos2fl ; L = longueur du câble[m]

p = 1/x matériaux du câble aluminium = 1/35 Sm/mm2ou cuivre 1/52Sm/mm2 en utilisant les câbles en cuivre nous aurons p = 0.02

- pour le forage F1p dont la puissance du moteur électrique est égale à 22 KW, avec

AU = 3% ; cosfl = 0.84 ; sinfl = 0.54 ; L = 150m, U = 380V, I = 48 A la section est de

q normalisé est égale à 10mm2

Le forage F2p a les mêmes caractéristiques que F1P

En appliquant la même formule les forages F3P et de F4p donnent la section de 25mm2 sachant que Pmoteur = 30 KW ; AU = 3% ; cos? = 0.83 ; sin?= 0.56 ; L = 200m ; U 380V ; I = 66.5A

f) Détermination du câble de puissance reliant le groupe électrogène à l'armoire de commande

- Pour le forage F1p et F2p

En considérant que la distance entre le forage et l'abri de GE se trouvant sur le même endroit, cela reviendrais à dire que la distance est réduite pour la connexion de ces deux ouvrages.

La section du câble de puissance du GE = à la section du câble du moteur multiplié par le coefficient de 1.73

Le câble de puissance du GE = 10*1.73 = 17.3mm2 d'où la normalisé est 16mm2 - Pour le F3p et F4p

La puissance du câble du GE = 25*1.73 = 43.25mm2 d'où on adopte un câble 50mm2

Les caractéristiques électromécaniques ainsi trouvées sont résumées dans le tableau n°19 (annexe 3)

Notons qu'en mode normal les forages seront alimentés en énergie électrique au moyen du réseau SNEL existant.

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