rapport final pfe courigé.docx

Master ISEA.AI 2010/2011Projet de fin d’étude 1


A mes parents qui ont toujours répondu présents ;

A mes frères et sœurs pour leur soutien incomparable ;

A mes amis pour leur aide valorisante ; A toute personne ayant contribuée de près ou de loin à la réalisation de mon travail ;

Je leur exprime toute ma gratitude et mon profond respect pour les efforts qu’ils ont déployés afin de me soutenir lors de l’élaboration du présent travail.

REMERCIEMENTS

Le présent travail est le fruit de mon stage au sein de la société A2ME Industries, département

électrique/automatique, un stage qui m’a été très profitable et avantageux du fait que j’ai pu acquérir


beaucoup de connaissances qui ne pourront mon être qu’utiles dans la suite de ma vie personnelle et

professionnelle.

A cette occasion, mon gratitude et mon profond respect s’adressent en premier aux agents de

département électrique/automatique pour leurs accueils chaleureux qu’ils m’ont réservés.

J’ai l’honneur de présenter mes remerciements les plus sincères à mon responsable et mon encadrant

enseignant chercheur à la faculté des sciences et techniques Mohammedia Mr. EL IDRISSI

HASSANE, qui m’a orienté avec des conseils judicieux, des critiques constructives et des suggestions

efficaces et bienveillances.

Je tiens à exprimer mes vifs remerciements à mon parrain et mon encadrant externe Mr. Khalid

BENNIS le directeur général de la société, pour l’intérêt qu’il m’a manifesté et qui n’a épargné aucun

effort pour mettre à mon disposition tous ce dont j’ai besoin pour réussir ce travail.

Enfin je tiens à remercier tout le personnel du département électrique/automatique, qui m’ont aidé à

passer ce stage dans des bonnes conditions. Ainsi n’oublie pas le corps professoral de la faculté des

sciences et techniques Mohammedia pour leur enseignement, leur collaboration et leur sens de relations

humaines, dont nous avons bénéficié tout au long de cette expérience.

Table des matières

RÉSUMÉ/ABSTRACT .............................................................................4INTRODUCTION GENERALE....................................................................5CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA SOCIETÉ ET DU SUJET.....................7


GENERALITES SUR LA SOCIETE A2ME INDUSTRIE:……………………………………………………………… 8

HISTORIQUE :………………………………………………………………………………………………………………………..8ORGANIGRAMME DE LA SOCIETE :……………………………………………………………………………………………9EFFECTIF : ..………………………………………………………………………………………………………………………….9MISSION : ……………………………………………………………………………………………………………………………10 DEPARTEMENT ELECTRIQUE/AUTOMATIQUE :..………………………………………………………………………10

DESCRIPTION DU BAND D’ESSAI:………………………………………………………………………………11

INTRODUCTION :…………………………………………………………………………………………………………………..11CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT :…………………………………………………………………………………………….12LE RADIATEUR :…………………………………………………………………………………………………………………….13 BANC D’ESSAI POUR MESURER L’EFFICACITE DES RADIATEURS :………………………………………………..13

PROBLEMATIQUE ET CAHIER DE CHARGES :..……………………………………………………………………..16

PROBLEMATIQUE : ………………………………………………………………………………………………………………..16CAHIER DE CHARGES :……………………………………………………………………………………………………………16CONCLUSION :………………………………………………………………………………………………………………………18

CHAPITRE 2 : ETUDE FONCTIONNELLE ET SOLUTIONS : ………………………………..19

INTRODUCTION : .……………………………………………………………………………………………………...20ETUDE FONCTIONNELLE : .………………………………………………………………………………………….20SYSTÈME DE COMMANDE :………………………………………………………………………………………………...23

SYSTEME D’AUTOMATISATION ACTUEL :…………………………………………………………………………………23SOLUTION PROPOSEE :………………………………………………………………………………………………………….23PROGRAMMATION :………………………………………………………………………………………………………………24

INSTRUMENTATION :…………………………………………………………………………………………………28SITUATION ACTUELLE :………………………………………………………………………………………………………….28ETUDE DE CAS – DEBITMETRE DE L’AIR :………………………………………………………………………………….28


GESTION DU PROJET : ………………………………………………………………………………………………..29

CHAPITRE 3 : ETUDE TECHNO-ECONOMIQUE .......................................32INTRODUCTION :..…………………………………………………………………………………………………………33ETUDE COMPARATIVE :..…………………………………………………………………………………………………..33CONCLUSION : …………………………………………………………………………………………………………34

CONCLUSION GENERALE.....................................................................35BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE......................................................36ANNEXES...........................................................................................37

Résumé/abstract

Le présent document reflète la démarche et les détails techniques d'un projet de fin d'étude sous le thème « la mise en conformité d’un banc d’essai de la performance thermique des radiateurs ». En autre, ce document est la synthèse de tout le projet en entier. Une description détaillée du banc ainsi qu’une étude critique de ses différentes parties sont introduites. De plus, une analyse des différentes solutions proposées aux problèmes existants et une étude techno-économique sur la faisabilité de ces solutions sont présentées.

The present document reflects the approach (initiative) and the technical details of a project of the end of study under the theme «the stake in conformity of a bench test of the thermal performance of radiators ". In other, this document is the synthesis of the entire whole project. Detailed descriptions of the bench as well as a critical study of its various parts (parties) are introduced. Furthermore, an analysis of the various proposed solutions of the existing problems and a techno-economic study on the feasibility of these solutions are presented.


INTRODUCTION GENERALE

Dans un marché mondialisé et de plus en plus concurrentiel, la Qualité constitue une des clés de différenciation de l'entreprise marocaine. Elle est devenue le sésame d'entrée sur le marché, ou tout simplement une condition de survie.

Le programme d’accompagnement des entreprises à la démarche qualité s’inscrit dans le cadre du volet "appui à la transition économique" du Programme MEDA au Maroc et constitue l’un des axes d’intervention du Projet d'Appui au Programme pour la Promotion de la Qualité au Maroc qui concernent également le développement des institutions de normalisation et d’accréditation et le renforcement des laboratoires de métrologie et des centres techniques industriels.

Dans ce cadre la société A2ME Industrie en tant qu’un leader dans le domaine de la conception, de la réalisation des machines spéciales (incluant les bancs d’essai) et des automatismes a orienté ses objectifs vers l’amélioration et la réalisation des projets pour atteindre un meilleur rendement au niveau de la productivité et la qualité au sein des sociétés marocaines


A cet effet la réalisation, la rénovation et la mise en conformité des bancs d’essai sont considérés comme vecteurs clés de la politique concurrentielle de l’entreprise.

Les bancs d’essai jouent un rôle essentiel dans la mise en place de système de management de la qualité au sein des sociétés marocaines surtout dans les industries pointées tel que l’industrie d’électronique et d’automobile.

Le banc de performance thermique des radiateurs est un équipement pour la réalisation d’essais selon la norme 31-07-503/--E. cette norme reprend les dispositions liées à l’approbation des radiateurs pour le circuit de réfrigération d’eau pour des moteurs à combustion interne des véhicules à moteur, dans le but de vérifier la bonne évacuation de la chaleur de ces radiateurs et leur conformité avec les normes de qualité.

Actuellement le banc est commandé par un système d’automatisme basé sur des cartes électroniques d’acquisition de chez national instrument et un programme de commande en langage Java, mais il présente beaucoup des problèmes à cause de l’indisponibilité des fichiers sources de programmes,

les mesures flous à cause des capteurs non étalonnés et non adaptés aux plages de mesure ainsi que l’incapacité de système de ventilation d’atteindre le débit définit par la norme

Dans le cadre des actions engagées par le département électrique/automatique, pour améliorer la disponibilité et la performance du banc, il m’est demandé de traiter les points suivants :

Etude critique du système d’automatisation du banc. Proposition d’une solution aux points non-conforme dans le banc avec les

normes standards et propriétaires. La réalisation et la supervision des taches nécessaires pour résoudre ces

problèmes.

Dans Ce rapport, je présente les résultats du travail effectué au sein du département électrique/automatique. Mon travail comporte aussi une étude


techno-économique sur le choix du matériel qui sera utilisé pour la commande et la supervision du banc.


CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA SOCIETE ET DU

SUJET


A. GENERALITES SUR LA SOCIETE A2ME INDUSTRIE: I- HISTORIQUE :

Située à Casablanca capitale économique du Maroc, la Société A2ME-INDUSTRIE a été créée en 2000 par Mr Khalid BENNIS ingénieur école Centrale de Nantes.

A2ME-industrie a pour vocation principale la conception et la réalisation de machines spéciales, elle permet aux industriels marocains pour la première fois de réaliser des équipements et outillages spécifiques adaptés à leurs besoins. A2ME Industrie joue un rôle de pionnier et précurseur dans ce domaine.

Le savoir faire et la grande technicité font aujourd’hui de A2ME Industrie, une société leader dans le domaine de la conception et de la réalisation des machines spéciales et des automatismes. A2ME Industrie cherche à travers sa position actuelle à élargir son portefeuille clients en intégrant de nouveaux secteurs d’activités et en cherchant de nouveaux clients à l’étranger. Pour cela la société met en place un ensemble de dispositions pour y parvenir. Nous citons parmi ces dispositions :

Investissement dans un nouveau local de superficie cinq fois plus grande que le premier local à la Zone Industrielle de MOHAMMEDIA.

Communication externe à travers la participation aux salons au Maroc qu’à l’étranger.

Prospection commerciale au Maroc et à l’étranger à travers des visites clients périodiques assurées par la Direction.

Investissement dans des moyens d’usinage et de fabrication en Commande Numérique de Nouvelle génération.

Projet de certification de l’entreprise selon la norme ISO 9001 V 2000.


II- ORGANIGRAMME DE LA SOCIETE:

III- EFFECTIFSEffectifs Nombres

Administratif Quatre personnes

Bureau d'étude mécanique

Un responsable et trois dessinateurs projecteurs (SOLIDWORKS)

Bureau d’étude automatisme, électrique et câblage

Un ingénieur et trois automaticiens câbleurs

Atelier mécanique Cinq personnes Fraisage (CN et tournage conventionnel)

Montage et ajustage Trois personnes


Atelier chaudronnerie Trois personnes (Travaux sur acier-inox)

Peinture Une personne

IV- Mission Depuis la conception et la planification jusqu’à la mise en production des

solutions, leur maintenance ou leur modernisation, en passant par les phases projet & développement, installation & mise en service, A2ME INDUSTRIE met à la disposition de sa clientèle, tous les moyens et les ressources compétentes en matière de service, support et formation.

1. REALISATION DE L’ETUDEForts de son expérience dans le domaine de l'équipement industriel, elle réalise :

Le dossier d'étude complet La planification des différentes étapes de votre projet La réalisation du dossier de fabrication La réalisation des différentes notices techniques, de mise en route et de

maintenance

2. FABRICATION En s'appuyant sur des partenaires locaux de qualité et son atelier mécanique, elle peut vous proposer de fabriquer les différents ensembles composant vos projets. Après la réalisation des différentes pièces, elle assure le montage et la mise au point de leurs réalisations.

3. INSTALLATION Elle assure l'installation, la mise en route et la maintenance de tous les matériels étudiés, fabriqués et montés par nos soins.

V- DEPARTEMENT ELECTRIQUE/AUTOMATIQUE


A2ME a intégré dès sa création un département électrique/automatique pour assurer un service complet. A2ME s'est imposée dans le secteur d'automatisme en tant que spécialiste du domaine grâce à son savoir faire, son capital humain et la diversification des travaux qu'elle propose. La plate-forme de l'automatisation est constituée d'un ensemble de travaux cohérents et homologues.

ROBOTIQUE D’ENTRAINEMENT ET DE MANIPILATION

Robots industriels d'entraînement à l'aide d'axes linéaires avec servomoteurs et servovariateurs

o Vitesse et cadence très élevéeso Puissance et couple développés importantso Précision de positionnement

Robots industriels de manipulation avec des systèmes pneumatiques performants

REALISATION DES ARMOIRES ELECTRIQUES CONFORMES AUX NORMES INTERNATIONALES

TRAVAUX D’INSTRUMENTATION, ASSRVISEMENT ET REGULATION

Installation et configuration des Instruments de mesure, capteurs et détecteurs….

Commande et contrôle des procédés industriels (comptage, temporisation…). Manipulation en boucle fermé et régulation des différents paramètres

(pression, débit, niveau, température, vitesse …).

TRAVAUX DE RENOVATION ET D’AMELIORATION

Intégration des nouvelles technologies (automate programmable, variateur de vitesse et convertisseur de fréquence).

Supervision et contrôle industriel à distance à l'aide d'un PC et/ou un terminal opérateur (surveillance, archivage, recettes, protection par mot de passe hiérarchisé…).

Réseaux industriels (Ethernet, profibus…).

TRAVAUX DE DIAGNOSIC ET D’ENTREITIEN

Diagnostic et analyse des systèmes automatiques


Maintenance préventive Intervention de points

TRAVAUX D’ETUDE, D’ASSISTANCE TECHNIQUE ET INGENIERIE

Conception des solutions souples et complètes Réalisation des cahiers de charges Elaboration de la documentation technique: schémas électriques, liste des

composants, liste des câbles, liste des bornes et disposition des appareils.

B. DESCRIPTION DU BANC D’ESSAII- INTRODUCTION

Malgré le développement que connaissent les technologies dans le domaine de la motorisation et de production des automobiles, le radiateur reste parmi les principales parties de l’automobile grâce à son rôle dans la protection des systèmes de la voiture et surtout le moteur. Le perfectionnement et le développement de performance du radiateur permet d’augmenter la rentabilité et la performance de la totalité des systèmes de la voiture. Le rendement d’un moteur à combustion interne ne dépasse pas 30% dans le meilleur des cas.

II- CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT 1. ROLE

Le rôle du circuit de refroidissement est de :1- Faire monter en température le moteur à son point de fonctionnement optimum le plus rapidement possible pour: - limiter l’usure des pièces - limiter la consommation et la pollution - chauffer l’habitacle2- Maintenir la température de fonctionnement du moteur à sa valeur optimum pour optimiser: - le jeu de fonctionnement - le rendement de combustion3- D’évacuer la chaleur excédentaire pour éviter de nombreux incidents pouvant se produire.4-Informer le conducteur de la température de fonctionnement du moteur5- Alerter le conducteur d’une anomalie sur le circuit de refroidissement (température et niveau)

2. Différents systèmes de refroidissement


Les principaux systèmes de refroidissement sont :• Le refroidissement par eau : une circulation d'eau interne refroidit le moteur, ensuite l'eau est refroidie dans un radiateur.• Le refroidissement par air : un courant d'air frais passe sur le moteur et le refroidit.En automobile, c'est le refroidissement par eau qui est le plus utilisé. Refroidissement par eau Dans ce système le moteur, en particulier la culasse et le bloc-cylindres, comporte des cavités (chambres d'eau) dans lesquelles circule l'eau de refroidissement. La circulation de l'eau est assurée par une pompe centrifuge. La figure ci-dessous représente un circuit de refroidissement d'eau :

III- LE RADIATEUR Il est chargé d'évacuer les calories excédentaires dans l'atmosphère. L'eau circule dans un faisceau tubulaire qui est en contact avec des ailettes. Ces ailettes servent à augmenter considérablement la surface d'échange thermique entre l'eau et l'air. La surface frontale du radiateur est un facteur important dans la dissipation de la chaleur.


IV- BANC D’ESSAI POUR MESURER L’EFFICACITE DES RADIATEURS

Equipement pour la réalisation d’essais selon la norme propriétaire 31-07-503/--E. cette norme reprend les dispositions liées à l’approbation des radiateurs pour le circuit de réfrigération d’eau pour des moteurs à combustion interne des véhicules à moteur, dans le but de vérifier la bonne évacuation de la chaleur de ces radiateurs et donc la vérification de leur performance.

1. DESCRIPTION DE L’EQUIPEMENT Le banc est constitué par plusieurs parties :

1. Stabilisateur

Chambre plaquée en acier avec des renforts extérieurs de 4454 mm x 1802 mm x 1924 mm, destinée à la production d’un flux d’air laminaire

2. Armoire de contrôle

Armoire de type rack 19’’ intégrant un PC avec un système d’exploitation Windows, des dispositifs de saisie de données standards, des sources d’alimentation, des amplificateurs et des conditionneurs de signal pour les capteurs et des dispositifs de sécurité (arrêt d’urgence).

L’armoire de contrôle permet la saisie de données pour les paramètres de débits, pressions et températures de l’air et de l’eau.

Le software permet le contrôle électronique des paramètres d’essai, la configuration de ceux-ci et la visualisation des résultats.

3. Réservoir chauffant

Réservoir isolé thermiquement de 200 litres de capacité et avec des dimensions extérieurs de 1295 mm x 550 mm x 660 mm. Il est conçu pour stocker le mélange de liquide de refroidissement avec de l’eau et pour le chauffer avec 4 résistances électriques de 24 KW, situées sur les cotés et alimentées à une tension monophasée de 380 VAC. Ces résistances permettent de maintenir la température de 85°C pour le mélange liquide même lorsque le radiateur essayé est entrain de dissiper de la chaleur.

4. Pompe


Il s’agit d’une pompe hydraulique à alimentation triphasée à 380VAC et 2,2 KW de puissance et un débit maximal de 24 m3/h pour une pression de 1,48 bar.

5. Armoire électrique de signaux

Armoire avec des dimensions de 600 mm x 250 mm x 600 mm où se logent les bornes de connexion des signaux provenant des capteurs et de leurs respectives alimentations de basse puissance.

6. Armoire électrique de puissance

Armoire avec des dimensions de 800 mm x 300 mm x 600 mm destinée à loger les éléments de connexion des alimentations de puissance des résistances électriques et de la pompe de circulation de fluide ainsi que le driver de contrôle de cette pompe.

7. Ventilateur

Ventilateur centrifuge à alimentation triphasée à 380 VAC et 2,2 KW de puissance et un débit maximal de 8500 m3/h.

8. Armoire du driver du ventilateur

Armoire avec des dimensions de 600 mm x 300 mm x 600 mm où se loge le driver du moteur du ventilateur.

2. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Afin que le banc permette de déterminer les caractéristiques du radiateur et analyser son performance, il doit simuler les quatre paramètres qui réagissent le fonctionnement du radiateur dans le circuit de refroidissement de la voiture :

La température du liquide de refroidissement

Schéma descriptif de différentes parties du banc d’essai


Le débit du liquide de refroidissement Le débit de l’air de l’aération La pression de l’air de l’aération

En analogie avec le système de refroidissement les deux circuits aéraulique et liquide du banc permettent de varier ces quatre paramètres :

Le circuit aéraulique permet de varier le débit et la pression d’air grâce à la variation de la vitesse du ventilateur.

Le circuit de liquide permet d’augmenter la température grâce aux quatre résistances de chauffage et de varier le débit grâce à la pompe.

C. PROBLEMATIQUE ET CAHIER DE CHARGES I- PROBLEMATIQUE

Le CETIEV, Centre Technique des Industries des Equipements pour Véhicules, est une association professionnelle à but non lucratif. Sa vocation est d’accompagner les

Schéma descriptif de principe de fonctionnement du banc d’essai


équipementiers automobiles marocains dans le développement et la validation de leurs produits par l’assistance technique nécessaire. L’information sur les aspects concernant le secteur et la connaissance des nouvelles technologies, la formation du personnel et la participation à la normalisation.

C’est dans ce cadre que CETIEV a opté à la mise en place d’un système de test des radiateurs conçus au Maroc grâce à l’aide de l’union européenne. Malheureusement le banc d’essai n’est pas conforme aux exigences d’une société multinationale présente au Maroc, opérant dans le domaine de la production des véhicules.

Afin de résoudre ce problème CETIEV a recouru aux services de la société A2ME Industrie dans le but de la réalisation d’une étude sur la mise en conformité du banc de performance thermiques des radiateurs, ainsi que la réalisation des modifications nécessaires et la mise en service du banc.

II- CAHIER DE CHARGES Pour réaliser ces objectifs le bureau des études et des méthodes au sein de A2ME industrie a met une stratégie basé d’abord sur la réalisation d’une étude critique et la mise en place d’un cahier des charges détaillé, à l’aide des services concernés chez CETIEV et l’examinassions des différents documents présents et concernant le banc d’essai ainsi que les normes à respecter.

Le cahier des charges détaillé est présenté au dessous

1. SYSTEME DE PILOTAGE DU BANCLe système de pilotage du banc doit être capable d’assurer les fonctions suivantes :

1- Mesures

mesure de la température d’entrée du liquide de refroidissement,

mesure de la température de sortie du liquide de refroidissement

mesure de la perte de charge sur le circuit de liquide de refroidissement du radiateur,

mesure du débit de liquide de refroidissement,

mesure de la température d’entrée d’air,

mesure de la perte de charge en air du radiateur

mesure du débit massique d’air à travers le radiateur

2 – Régulation et pilotage

- régulation de la température dans le réservoir de liquide de refroidissement,


pilotage des relais statiques de chauffage, pilotage de la vanne 3 voies de circulation dans le réservoir et dans le radiateur,

- régulation sur le débit de liquide de refroidissement et pilotage de la pompe,

- régulation sur la perte de charge en air du radiateur et pilotage du ventilateur

3 – Calculs

- puissance évacuée,

- coefficient Cuo, caractéristique de la qualité de l’échange thermique

- coefficient aéraulique

4 – Fonctions complémentaires

- entrée des sensibilités des capteurs

- fonctionnement en mode manuel

- édition du rapport d’essais

5 – proposition techniques

Programmation du système actuel et développement d’un programme avec l’application LabView pour piloter le banc d’essai, La centrale d’acquisition va récupérer les valeurs et faire les calculs demandés par la norme.

Actuellement, des cartes National Instruments sont en place pour tous les capteurs (sauf le capteur de débit massique d’air) et pour le pilotage des différentes fonctions. Un PC existe sur le banc. Le système est réalisé par ce PC avec une application Labview dédiée, soit avec un système de centrale d’acquisition programmable type Eurotherm par exemple, raccordée à un PC pour le dépouillement des mesures. Dans tous les cas, le système sera remis avec un mode opératoire détaillé ainsi que les codes sources des logiciels

2. MODIFICATION DU CIRCUIT DE LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT

1 - Mise en place d’une sécurité de température par thermostat à bulbe et réarmement manuel sur le réservoir de liquide de refroidissement

2 – Mise en place d’une canalisation à demeure permettant le remplissage du réservoir de liquide de refroidissement sans débrancher le radiateur en test. Une pompe de relevage est fournie

3 – Canalisation de la soupape de sécurité pour qu’en cas de dégagement de vapeur, celle-ci ne se déverse pas sur les opérateurs


4 – Réfection des prises de pression statiques pour la mesure de perte de charge en liquide de refroidissement du radiateur. Réalisation de 4 piquages radiaux sur un diamètre de la canalisation. Le diamètre des piquages sera inférieur à 4 mm. Les 4 piquages seront reliés pour former une chambre annulaire, reliée au capteur de mesure de pression différentielle

5 – Déplacement des sondes de température pour une mise en place au plus près du radiateur

3. MODIFICATION DU CIRCUIT AERAULIQUE 1 – Remplacement du ventilateur pour un ventilateur permettant d’atteindre le débit de 20 000 m3/h

2 – Remplacement du système de mesure du débit d’air pour un système par venturi

3 – réalisation de prises de pression perpendiculaires en amont du radiateur et réalisation d’une chambre de pression annulaire

4. AUGMENTATION DE LA PUISSANCE DE CHAUFFE 1 – Remplacement du réservoir

2 – Augmentation de la puissance d’alimentation électrique de 100 kW à 160 kW

5. DEPLACEMENT DE LA MACHINE 1- Démontage et mise sur supports d’un circuit hydraulique (tuyauterie+pompe+réservoir+capteurs+automate de commande)

2- Déplacement du banc thermique + armoire de commande + coffret électrique (voir schéma de déplacement en annexe).

III- CONCLUSION Comme mon stage a eu lieu au sein du département électrique/automatique, mon rôle était de traiter tout les points concernant la partie électrique et le système de pilotage dans le cahier des charges ainsi que la suivie des différents taches réalisés pendant la réalisation du projet.

Ces points vont être traités en détail dans les chapitres suivants.



A. INTRODUCTION

CHAPITRE 2 : ETUDE

FONCTIONNELLE ET SOLUTIONS


Comme nous avons vu, le système actuel pose plusieurs points négatifs surtout la non-disponiblité du système de pilotage actuel à cause du manque des fichiers sources du programme et la non-conformité des plusieurs parties du banc aux exigences des normes.

Et afin de résoudre ces problèmes et satisfaire le cahier des charges. Le service des études et des méthodes et en collaboration avec le département électrique/automatique et le département mécanique a pu définir un plan de travail qui définis les déférents taches à réaliser dans le but de mise en service du banc.

B. ETUDE FONCTIONNELLE

Afin de réaliser les objectifs fixés au niveau du système d’automatisme et de supervision nous avons adapté un plan de travail basé sur trois actes principaux :

Décrire

Améliorer

Manager

Cette étude nous a permis de définir un plan de gestion de projet cité dans la figure suivante :


L’analyse fonctionnelle nous a permis de déduire un organigramme de fonctionnement de la machine ainsi de déterminer une liste des différentes entrées et sorties régissantes le fonctionnement de l’installation. (Voir la liste des entrées et sorties en détail dans l’annexe)

Répartition des entrées et des sorties

Entrées numériques 5

Entrées Analogiques 8

Sorties numériques 8

Sorties Analogiques 3


Cycle de testPour chaque valeur de débit de liquide de refroidissement prédéfinie on varie la pression d’air soufflé par le ventilateur et on enregistre les données prévenantes des différents capteurs afin de l’analyser, le traiter et déduire les caractéristiques techniques du radiateur testé.

Oui

Oui

Oui

Oui

Non

Non

Non

Non

Bon étanchéité des bords du radiateur avec le banc

Température de liquide atteint le 85°C

Début

Lancement de programme de commande et validation des valeurs des informations et les conditions de l’essai

Montage du radiateur

Démarrage du chauffage du liquide (Démarrage progressif des 4 résistances de chauffage)

Ouverture des deux électrovannes du circuit de circulation et de la vannes3 vois réglable

Démarrage de la pompe afin de circuler la liquide

Démarrage du ventilateur pour souffler l’air

Enclenchement de cycle de test

Fin de cycle de test

Temporisation de 15 s

Arrêt de la pompe et fermeture de l’électrovanne d’avale

Mise hors tension des 4 résistances de chauffage Fermeture de la vanne réglable et de l’électrovanne d’amant et Arrêt du

ventilateur

Fin

Les capteursLes capteurs existants permettent de prendre les mesures suivantes :

Le débit de liquide circulé dans le radiateurLe débit de l’air fournit par le ventilateur

La pression du liquide et de l’air en contact avec le radiateurLa température du liquide au niveau d’entée et de sortie du radiateur

La température de l’air soufflé et du liquide dans le réservoir de chauffage Le niveau du liquide dans le réservoir

Organigramme du fonctionnement du banc


C. SYSTEME DE COMMANDEI- SYSTEME D’AUTOMATISATION ACTUEL :

Le système de pilotage actuel est basé sur l’utilisation des cartes électroniques d’acquisition de chez National instruments, ces cartes de type NI PCI 6033E permettent d’acquérir les données prévenantes des différents capteurs et parties de l’installation ces données sont transmettes à l’application qui gère le fonctionnement de la machine, cette application est réalisé avec le langage JAVA. Ainsi les cartes transmettent les commandes vers les différents pré-actionneurs (Variateurs de vitesse …).

Ce système présente plusieurs inconvénients, tel que :

Manque des fichiers sources et exécutables de l’application, la chose qui engendre un risque d’arrêt de la machine en cas d’attaque par un virus informatique ou la défaillance de PC, ainsi que la complexité de réaliser des modifications sur ce système.

Non compatibilité de l’application avec les cartes d’acquisition la chose qui influe sur l’acquisition des données, leur traitement et la commande de la machine.

Ces inconvénients causent un ensemble de problèmes :

L’impossibilité de la mise en conformité du banc aux normes avec un tel système de pilotage Les pertes engendrées par L’arrêt de la machine à cause de risque de

destruction des pré-actionneurs et actionneurs par les commandes et les consignes erronées, ainsi que les données des analyses fausses.

Tous ces points cités ont poussé à adapter une nouvelle structure de commande qui s’adapte avec les nouvelles technologies de commande et les besoins de la société propriétaire de la machine.

II- SOLUTION PROPOSEE Après la réalisation d’une étude fonctionnelle en se basant sur la documentation proposée par le service électrique (Schéma électrique - Fiches techniques - l’aide des agents de service électrique de CETIEV) nous avons pu choisir une solution adéquate au problème de la commande du banc.

Comme solution pour le problème d’automatisation nous avons proposé de réaliser un système composé d’une application sous LabVIEW en interaction avec les cartes d’acquisition préinstallés de chez National Instruments.

Le choix de cette architecture n’était pas arbitraire mais plusieurs facteurs nous ont poussés à faire ce choix :


La simplicité de réaliser cette solution par rapports aux autres solutions telles que l’installation d’un système à base des automates programmables, la chose qui nécessite plus des travaux et engendre plus des couts.

L’adéquation entre les applications réalisés avec l’outil LabVIEW et les cartes de chez National Instruments.

La compétitivité de cette solution par rapport aux autres en thermes des couts et des cotés budgétaire et financière (voir étude techno-économique).

La souplesse et les possibilités fournissent par la technologie des cartes électroniques aux niveaux du conditionnement de signaux et le débit d’enregistrement.

III- PROGRAMMATION1. Qu’est-ce que LabVIEW ?

LabVIEW est un environnement de programmation graphique utilisé par des millions d'ingénieurs et de scientifiques pour développer des systèmes sophistiqués de mesure, de test et de contrôle en assemblant des icônes graphiques intuitives et des fils à la manière d'un organigramme. LabVIEW s'intègre avec des milliers de matériels et propose des centaines de bibliothèques de fonctions intégrées d'analyse et de visualisation des données, le tout permettant de créer des systèmes d'instrumentation virtuelle. La plate-forme LabVIEW se décline sur de multiples cibles et systèmes d'exploitation. Depuis sa première version en 1986, elle est devenue un standard industriel de fait.

2. PRINCIPALES FONCTIONNALITES

Les ingénieurs et les scientifiques utilisent LabVIEW, plate-forme de conception graphique de systèmes, pour relever un large éventail de défis rencontrés dans leurs applications.

Acquisition de données et traitement de signaux

Mesure à partir de n'importe quel capteur sur n'importe quel bus Traitement du signal et analyse avancés Affichage des données sur des interfaces utilisateurs personnalisées Enregistrement de données et génération de rapports

Contrôle d'instruments

Automatisation de la collecte de données Contrôle de multiples instruments Analyse et affichage des signaux

Automatisation des systèmes de test et de validation

Automatisation de la validation ou du test en production de vos produits Contrôle de multiples instruments Analyse et affichage des résultats de test avec des interfaces utilisateurs personnalisées

Mesure et contrôle industriels


Acquisition de mesures haute vitesse Mise en œuvre facile de systèmes de contrôle PID et avancé Connexion à n'importe quel système ou automate programmable Mise en œuvre de conceptions de systèmes mécatroniques ou de machines grâce à des outils

spécifiques

3. EXEMPLES DES DIAGRAMMES ET FACE-AVANT REALISES

Exemple d’un diagramme réalisé pour la commande du banc

Cette illustration présente une partie du diagramme de fonctionnement automatique, cette partie présente la séquence de déclenchement des deux valves de circulation du liquide et ensuite le démarrage de la pompe et du ventilateur comme il était déjà mentionné dans le diagramme de fonctionnement.

On remarque l’utilisation d’une séquence afin de permettre l’exécution successive du programme.

Face-avant du sous programme du mode manuel


Cette illustration présente la face-avant du programme de commande manuel, on voit clairement la présence des indicateurs des défauts, les boutons de déclenchement de chaque partie du banc et les afficheurs des valeurs des capteurs.

Face-avant du sous programme du mode automatique

Dans cette face-avant on remarque l’existence des boutons de déclenchement de mode automatique, de validation, de l’enregistrement des données et la mise en pause de l’enregistrement.

En plus on voit la présence des cases qui permettent d’introduire les valeurs, les consignes et les informations d’essai.

La partie gauche de la face-avant contient les indicateurs des valeurs des capteurs tels que le débit d’eau et le température à l’entrée du radiateur, au milieu on remarque la présence des cases qui permettent la


saisie des consignes de commande tel que le débit de l’air souhaité ainsi que les tolérances des mesures faites par les capteurs, et dans la partie droite on remarque l’existence des boutons de commande du programme comme le déclenchement d’enregistrement des données et le bouton « terminer » qui met fin à l’exécution du programme.

Exemple d’utilisation de la fonction DAQ-ASSITANT pour

la configuration des entrés et sorties

L’une des fonctionnalités de LabVIEW qui facilite l’acquisition et le traitement des signaux et le DAQ-ASSISTANT, cette fonction permet de configurer et paramétrer les entrées et les sorties avec une grande simplicité.

Une partie du diagramme du programme de commande automatique


Cette partie de diagramme présente la séquence de déclenchement des résistances de chauffage, on remarque l’utilisation de la fonction « Time Delay » qui permet d’introduire la notion du retard lors de l’exécution.

D. INSTRUMENTATION SITUATION ACTUELLE

Les capteurs jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement du banc et dans la réalisation des objectifs pour lequel était conçue car ils permettent d’acquérir les mesures de différentes grandeurs et les transmettre vers l’application qui les enregistre et les analyse afin de déduire les caractéristiques et la performance du radiateur.

Malheureusement le système d’instrumentation actuelle présente plusieurs inconvénients :

L’absence du débitmètre de l’air ventilé La défaillance de quelques capteurs tels que le débitmètre du liquide de refroidissement La non-compatibilité de la plupart des capteurs avec les nouvelles étendues et les exigences des

normes.

Ces inconvénients diminuent la qualité des données acquises et influent par la suite sur les calculs et l’analyse de ces données la chose qui met en question la validité des résultats des tests faits avec le banc.

Comme solution à ce problème, nous étions menés à réaliser une étude des capteurs existants et proposer le changement des capteurs non-conforme aux exigences des normes par d’autres plus adéquats et ensuite les étalonner, malheureusement la non-disponibilité de ces capteurs dans le marché national et l’obligation


de l’importer de l’étranger a retardé leur mise en place et la réalisation des essais qui permettent de les étalonner.

ETUDE DE CAS : DEBITMETRE DE L’AIR Pour la détermination du débit de l’air fournie par le ventilateur en respectant les normes, le choix était d’implanter un système de détection à base d’un venturi.

Le théorème de Bernoulli permet de comprendre ce phénomène : si le débit de fluide est constant et que le diamètre diminue, la vitesse augmente nécessairement ; du fait de la conservation de l'énergie, l'augmentation d'énergie cinétique se traduit par une diminution d'énergie élastique, c'est-à-dire une dépression.

Donc, dans le but de déterminer le débit de l’air il suffit seulement de déduire la différence de pression et avec des petites calculs déduire le débit convenable à chaque différence de pression.

Pour cela on a choisi d’utiliser un capteur de pression différentielle FCX-ALL-V5 de chez FUJI ELECTRIC, ce choix n’était pas arbitraire mais après une étude de plusieurs capteurs et solutions et aussi la simplicité de son intégration avec le venturi. Une description de ce capteur est donnée dans l’annexe.

E. LA GESTION DU PROJET

La gestion du projet et la coordination entre les différents services impliqués dans chaque projet et l’une des clés de sa réussite, c’est dans ce but qu’il m’était confié la réalisation d’un suivie des différents travaux et taches réalisés au cours de ce projet, la présentation des comptes rendues et la réalisation d’un rapport détaillé sur l’avancement du projet et les objectifs atteintes.

Le tableau suivant présente l’état des travaux réalisés au moment ou j’ai quitté la société, et j’étais l’un de ses superviseurs et chefs de travaux.

Désignation Travaux réalisés Travaux en cours ou planifiés pour le

futur

Remarques

Système de pilotage du

banc

1- Utilisation de la centrale d’acquisition existante avec les cartes national instrument pour faire les acquisitions des grandeurs physiques et

5- Étalonnage des différents capteurs de mesure.

7- Formation à la programmation et à l’utilisation

L’étalonnage des capteurs sera réalisé après l’étude d’efficacité des capteurs actuels et

Schéma descriptif de principe d’un venturi parties du banc d’essai

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_%C3%A9lastique

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_cin%C3%A9tique

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli


pour piloter la pompe de circulation de liquide, le ventilateur et la vanne 3 voies.

2- Programmation avec LabVIEW d’une nouvelle application pour piloter le banc d’essai thermique suivant le cahier de charge.

3- Vérification de l’ensemble du câblage par rapport au schéma électrique et câblage des nouveaux composants.

6- Raccordement des capteurs, des variateurs de fréquence, de la vanne 3 voies et du PC, vérification de toutes les lignes de mesure

changement s’il est nécessaire des capteurs non conforme.

Désignation Travaux réalisés Travaux en cours ou planifiés pour le

futur

Remarques

Modification du circuit de

liquide de refroidissemen

t

2- Fixation de la pompe de remplissage sur le coté du banc.

Réalisation d’une canalisation avec une partie rigide de l’aval de la pompe au réservoir et une partie souple de l’aval de la pompe au bidon de liquide de

1- Mise en place d’un thermostat à bulbe qui coupe le pilotage des relais statiques pour la chauffe du réservoir. En cas de dépassement de consigne, le thermostat peut être réarmé manuellement.

La mise en place du thermostat sera effectuée après la finalisation des tests


refroidissement, et fourniture de deux vannes pour pouvoir isoler les deux circuits.

3- Réalisation d’une canalisation de la soupape et fourniture d’un bac de rétention.

4- Fourniture et pose d’une tuyauterie avec des piquages de prise de pression conformes aux exigences normatives, un raccordement au capteur de pression différentielle liquide et des sondes de mesure de température au plus près du radiateur.

Modification du circuit

aéraulique

1- Fourniture et pose d’un ventilateur adapté. Remplacement du variateur de fréquence par un modèle de la bonne puissance. avec travaux éventuels pour le perçage du mur et maçonnerie d’un support

2- Modification du banc avec la mise en place d’une tuyère de mesure de débit par perte de charge

- Rénovation de système de ventilation par remplacement du ventilateur actuel par un ventilateur permettant d’atteindre le débit de 20000 m3/h et mise en place d’un variateur de vitesse adéquat.

- Remplacement du système de


3- Réalisation des prises de pression conformes aux exigences normatives

mesure actuel de débit d’air par un autre système de venturi et implantation d’un débitmètre d’air adéquat.

Augmentation de la

puissance de chauffe

1- Fourniture et pose ou augmentation de la puissance de chauffe du réservoir existant par rajout des résistances à 150 kW de puissance de chauffe au lieu de 100.

2- Installation d’un coffret électrique pour l’alimentation de la nouvelle puissance

3-Raccordement du coffret avec le tableau général

D’après les premiers essais ce n’est pas nécessaire d’augmenter la puissance de chauffe du réservoir, la décision finale sera prise après la finalisation des essais

Déplacement de la machine

- Adaptation d’un support métallique, démontage de l’existant et installation.

- Déplacement de l’ensemble banc thermique avec armoire de commande et coffret électrique et adaptation de la tuyauterie.


CHAPITRE 3 : ETUDE TECHNO-

ECONOMIQUE


I- INTRODUCTION La diminution des couts et des budgets nécessaires à la réalisation d’un projet en respectant les normes et les objectifs en termes de la qualité et de la performance reste un dilemme pour les grandes que les petites entreprises, c’est dans ce contexte que j’étais mené à la réalisation d’une étude techno-économique qui permet de déduire la solution la plus adaptée au besoin d’automatisme et de commande du banc et la plus économique.

II- ETUDE COMPARATIVE Dans le but de rénover le système de commande du banc plusieurs solutions ont été proposées. Pour déterminer la solution la plus économique j’étais mené à déduire les couts nécessaires pour chaque solution et réaliser une étude comparative.

1. Système de commande à base d’automate programmableL’automate est du type Siemens S7-300, dont les désignations des composants et les prix sont regroupés

dans le tableau suivant :

Désignation quantité Prix unitaire DH prix global DH

CPU 318-2 DP 1 14089.29 14089.29

Alimentation S7-300 1 1892.86 1892.86

Module d’entrées analogique S7-300 2 4169.70 8339.40

Module de sorties analogique S7-300 1 6931.87 6931.87

Module d’entrées et sorties TOR S7-300

1 4150.16 4150.16

Câbles connecteurs 1 600 600

Logiciel WINCC flexible compact 1 2440.80 2440.80

Logiciel STEP 7 professionnel 1 4361.80 4361.80

Total (DH) 42806.18

Le coût d’investissement total du projet d’automatisation par automate programmable :

Au coût d’investissement, s’ajoute le coût de la main d’ouvre nécessaire pour la réalisation de ce projet.

Donc on a besoin pour l’installation de notre projet de 2 ouvriers et un agent maîtrise pour une durée moyenne de 3 jours (Estimation déterminé par le bureau des études et des méthodes).

Alors :

Donc le cout total de cette solution est :

Coût d’investissement=42806.18DH

Coût de la main d’œuvre=16128DH

Coût total=58934.18DH


2. Système de commande à base des cartes de chez National Instruments et une application sous LabVIEW

Sachant que les cartes sont préinstallées avec tous les accessoires nécessaires, donc on a besoin seulement d’acheter le logiciel LabVIEW et sa licence.Le coût d’investissement total du projet d’automatisation par cartes d’acquisition électroniques : (Prix du programme LabVIEW et de sa licence = 32318 DH)


Donc on a besoin pour la réalisation du l’application d’un agent qui maitrise la programmation sous LabVIEW pour une durée moyenne de 3 jours.

Alors :


3. Système de commande par un Enregistreur graphique de type Eurotherm 6180A

La réalisation de cette solution nécessite l’installation d’un enregistreur graphique de type Eurotherm 6180A. Le prix d’achat d’une unité de ce type est 60615.9DH

Le coût d’investissement total de cette solution :


Donc on a besoin pour l’installation de notre solution de 2 ouvriers et un agent maîtrise pour une durée moyenne de 3 jours (Estimation déterminé par le bureau des études et des méthodes).

Alors :


III- Conclusion :D’après cette étude des trois solutions on voit clairement que la solution de la programmation sous LabVIEW est la solution la plus économique par rapport aux autres sachant que cette solution et même la plus compétitive en terme de la technologie grâce aux fonctionnalités et les possibilités fournies par les cartes électroniques d’acquisition par rapport aux autres solutions tel que la simplicité d’acquérir les signaux et leur traitement, ainsi que l’enregistrement de ces données.

Coût d’investissement=32318DH


Coût total=38318DH

Coût d’investissement=60615.90DH


Coût total=73135.90DH


CONCLUSION GENERALE

Le travail que j’ai réalisé dans le cadre de ce projet, m’a permis d’améliorer mes acquis et d’approfondir

mes connaissances dans le domaine de l’automatisation surtout les nouvelles technologies tel que les

systèmes embarqués, les systèmes à base des cartes spécifiques et les interfaces Homme/Machine. Ces

technologies qui reflètent la tendance du marché vers des technologies compact, robuste, rentable, simple à

l’intégration et à la mise en place dans les systèmes d’automatisme avec le moindre cout d’installation et de

mise en service.

Comme le but principal de mon stage était la réalisation d’un programme avec LabVIEW pour la

commande du banc de performance thermique des radiateurs, j’ai réussi à réaliser une application

contenant une face-avant pour la commande manuelle du banc, une face avant pour la commande

automatique et une face avant pour l’analyse des données. Cette application va permettre de mieux gérer le

fonctionnement du banc et une analyse très précise des données.

Ce projet a permis la mise en conformité du banc de performance thermique des radiateurs avec les

normes standards ainsi la résolution des problèmes de commande et de l’archivage des données issus au

cours des tests réalisés.

La fiabilité de ce travail se réduit à :

La mise en service du banc.

La supervision à temps réel de l’état du banc.

L’amélioration de la maintenance et de la disponibilité de la machine.

L’archivage automatique des données et historiques des essais.

L’augmentation de la performance des analyses de données enregistrées au cours des essais.

Faciliter les interventions et la maintenance.


Bibliographie Et Webographie

Bibliographie

Méthode d’essais 31-07-503/--E

Norme ISO 5156 : prises de pression statique

Norme ISO 5167 : mesure de débit

Livre « Les capteurs en instrumentation industrielle » pour son auteur Georges ASCH

Livre « Instrumentation industrielle » pour son auteur Michel GROUT

Livre « Introduction aux transferts thermiques » pour ses auteurs Dominique Marchio et Paul

Reboux

Livre « Transferts thermiques » pour ses auteurs Ana-Maria Bianchi , Yves Fautrelle et

Jacqueline Etay

Schéma électrique du banc

« Moteurs thermiques par » pour son autreur Mr. PAN Sovanna

Manuels de référence National instruments

Programme meda/appui au programme pour la promotion de la qualité au Maroc

Accompagnement des entreprises à la démarche qualité

Webographie

Site officiel National Instruments France : www.ni.com/fr/ Site officiel Siemens : www.siemens.com/entry/fr/fr/ Site officiel Sodeca : www.sodeca.com/fr/ Site Officiel ministre de l’industrie du commerce de l'énergie et des mines :

www.mem.gov.ma/

Site officiel Eurotherm : www.eurotherm.tm.fr/


Annexes


Annexe 1Procédure d’essai 31-07-503/- - E

1.OBJETCette procédure a pour objet la définition des conditions de mesure des performances d’échange thermique des radiateurs de refroidissement d’eau ainsi que des critères d’appréciation correspondants.

NOTA : Cette procédure ne vise pas à imposer les moyens d’essai exposés, d’autre pouvant être envisagés à condition que l’équivalence stricte soit démontrée.

2.MOYEN D’ESSAI Le moyen d’essai est un banc dont un schéma est donné en annexe 1.

Les principales performances du banc sont les suivantes :

Différence de pression d’air p entre l’amont et l’aval du radiateur : 70 Pa < p < 700 Pa,

Débit de liquide Qv : 900 l/h < Qv < 8400 l/h, La température de liquide doit pouvoir atteindre 85°C à l’entrée du radiateur.

Le liquide de refroidissement utilisé doit être un mélange à 60% d’eau et à 40% de liquide concentré de type D conforme au cahier des charges 41-01-001, en volume.

3.PREPARATION AVANT ESSAI3.1.CONFORMITE DU RADIATEUR

Vérifier, avant tout essai, la conformité du radiateur par rapport aux documents de définition (plan fonctionnel, plans du fournisseur, cahier des charges, …). Vérifier notamment :

Les références et Fournisseurs et les indices de modification, Les dimensions (hauteur, largeur et épaisseur du faisceau, pas d’ailette), Technologie, Sens de circulation du liquide.

Toutes différence du radiateur essayé par rapport aux définitions doit être mentionné sur la fiche de résultat (Divers).

3.2.POSITIONNEMENT DU RADIATEURLe radiateur doit être monté dans des conditions similaires à celles du véhicule. Une étanchéité parfaite entre le radiateur et le caisson de tranquillisation doit être assurée.

4.MODE OPERATOIRE


4.1.MESURESLes mesures suivantes sont effectuées :

Température de l’air ambiant t1 (en °C), représentative de l’air en amont du radiateur, Différence de pression d’air (p en Pa) entre l’amont et l’aval du radiateur, Différence de pression du liquide de refroidissement (P en Pa) entre l’amont et l’aval

du radiateur (sur des canalisations de même diamètre). Les prises de pression doivent être implantées le plus près possible de l’entrée et de sortie du radiateur, sur un tronçon droit en respectant 10 fois le diamètre intérieur en amont et 5 fois le diamètre intérieur en aval de la prise de pression statique,

Débit de liquide de refroidissement (Qv en l/h), Température du liquide de refroidissement en entrée (T1 en °C) et en sortie du

radiateur (T2 en °C). 4.2. ESSAI DU RADIATEUR

Tous les essais sont effectués à une température « cible » de liquide à l’entrée du radiateur de 85°C.

Pour chaque débit du liquide de refroidissement, relever pour cinq débits d’air différents (dont la différence de pression correspondante varie de 70 à 700 Pa), la puissance évacuée par le radiateur (PE en KW).

Pour chaque débit du liquide de refroidissement, tracer la courbe PE = f(p), et vérifier la cohérence des points de mesure (lissage de la courbe correct).

A partir des courbes précédentes, déterminer les puissances évacuées aux points p = 70, 100, 200, 300, 400 et 700 Pa.

Pour chaque couple p, Qv, la puissance thermique évacuée PE (en KW) ainsi relevée est ramenée à un T1 (T1 = T1 – t1) de 70°C :

PE= 703600

× Qv × Cp ×❑eau×T 1−T 2

T1−t1

C p×❑eau∗¿ est le produit de la chaleur spécifique par la masse volumique du liquide utilisé et s’exprime en KJ x l-1 x °C-1.

C p×❑eau=3,343+6,138. 10−3 . T−1,948.10−5 . T2 avec T¿T1−T 2

2* : mélange d’eau et de « concentré » type D à 40 % en volume.

Pour chaque couple p, Qv, on calcule un coefficient Cuo caractéristique de la qualité de l’échange par la formule :

Cuo (δp ,Q v)= PE

S ×(Q v

1000)

0,28

×δpα avec = 0,36 si tube plat ou = 0,29 si tube rond ou

ovale.

Avec PE en KW

S en m2 est la surface di faisceau

p en Pa

Qv en l/h


La fiche de résultat comporte le coefficient Cuo vers Cuo=∑

δp ,Qv

Cuo(δp , Qv )

nombre de points mesur é s

NOTA : Toutes les valeurs sont ramenées aux conditions normales de température (15°C) et de pression

atmosphérique (1013 mbar).

On déduit de plus :

Un coefficient Keau représentatif de la perte de charge sur l’eau appelé ‘‘Coefficient hydraulique’’

K eau=3600× ∆ pQv

2 Pour un débit voisin de 4800 l/h avec Keau en Pa.l-2.h2

p en Pa

Qv en l/h

La surface équivalente pour l’eau Se :

Se=10003600

× Qv ×√ ρeau

2 × ∆ p Pour un débit voisin de 4800 l/h.

Avec Qv en l/h

Se en mm2

p en Pa

eau en kg/m3.

Pour du glycol type D à 40 % à une température de 85°C on a eau 1013 kg/m3 d’après le note technique de B.OSTERTAG 273/99/66132L.

On peut également exprimer Se en fonction de Keau : Se=103×√ 12

ρeau × 1K eau

× 13600

Application numérique : Se= 375,1√ K eau

Avec qm en Kg/s

Se en mm2

Keau en Pa.l-1.h2

eau en kg/m3. Pour le glycol type D à 40 % à une

température de 85°C, on prend eau 1013 kg/m3.


Un coefficient Kair représentatif de la perte de charge sur l’air (sous un p de 100 Pa et pour 10 dm2 de faisceau) appelé ‘’coefficient aéraulique’’ :

K air=qv × 10S

×( 100δp

)1

1,5 ≈ 0,63×qm

ρair× 10

S Pour un p voisin de 200 Pa

qm est mesuré pour un dp de 200 Pa à travers le faisceau (la pondération entre 100 et 200 Pa étant comprise dans le coefficient 0,63).

Avec qm en kg/s

S en dm2

p en Pa

Kair en m3 /s

air en kg/m3.air 1,225 kg/m3

La surface équivalente pour l’air Sa :

Sa=100 × qm ×√ 12 × ρair × δp

Pour un p voisin de 200 Pa

Avec qm en kg/s

air 1,225 kg/m3

p en Pa (avec p fixé à environ 200 Pa)

Sa en dm2.

On peut également exprimer Sa en fonction de Kair :

Sa=10 × S × K air ×√ ρair

2×100

−23 × δp

16

Application numérique : Sa≈ 0,363× S× Kair × δp16

Avec Sa en m2

air 1,225 kg/m3

Kair en m3/s

p en Pa

S en m2.

5.CRITERES D’APRECIATIONLes coefficients Keau, Se et Kair ainsi que les valeurs de puissance mesurées doivent satisfaire au cahier des charges du radiateur du véhicule concerné.


6.PRESENTATION DES RESULTATSLes résultats doivent être consignés sur une feuille normalisée dont un modèle est donné en dessous.

Le schéma du radiateur doit être coté et doit mentionner le pas des ailettes et le sens de circulation du liquide.



numérique

Tableau et cluster

Chaîne et chemin

Booléen

Menu déroulant

Liste et table

Graphe

Acquisition pt/pt ou waveformveform

Sélection de VI antérieurs

Annexe 2 COMMENT FONCTIONNE LABVIEW?

Un programme Labview comporte 2 éléments principaux :1. Une face-avant.2. Un diagramme.

La face-avant d’un programme est l’interface utilisateur du VI contenants des entrées (les commandes) et de sorties (les indicateurs) du programme.Les commandes et indicateurs peuvent être des afficheurs numériques, des commutateurs booléens, des jauges, des vu-mètres, des boutons poussoirs, des graphes…

Ces commandes et indicateurs sont accessibles par la palette de commandes (clic droit dans une fenêtre de face avant.)


Structure de programmation(boucles, séquences…)

Fonctions sur numériques

Fonctions sur chaînes

Fonctions de comparaison

Fonctions sur tableaux

Fonctions sur clusters

Fonctions temps et dialogue

E/S sur fichierFonctions sur donnée waveform

Mathématiques Analyse, traitement du signal

Fonctions sur booléens

Le diagramme contient le code graphique du programme Labview (VI). La programmation est graphique selon une logique de flux de données. Les commandes et indicateurs de la face avant figurent sous forme de terminaux dans la fenêtre diagramme et sont à connecter entre eux selon le traitement désiré.

Ce traitement s’effectue à l’aide de fonctions accessibles par la palette fonctions (clic droit dans la fenêtre diagramme).

Pour connecter, sélectionner les terminaux, mettre en forme la face avant comme de la fenêtre diagramme, on dispose de la palette d’outils (Menu : Fenêtre>>palette d’outils)

La programmation graphique.

Bien que ce langage soit totalement graphique, on retrouve sous Labview toutes les structures classiques des langages de programmation textuelle (C, Basic….)

Boucles While, For Séquençage (qui permet l’exécution séquentielle de sous-VI)


Aiguillage IF, CASE…

Les types de donnéesLabview traite de données structurées classiques :

numérique booléen chaîne liste graphe

tableau : Un tableau est une donnée qui regroupe des données de même type. Cluster : Un cluster est une donnée qui regroupe un ensemble de données de types différents. Waveform : Une waveform est un type de donnée important sous Labview (essentiel dès que l’on

aborde l’acquisition sous Labview).Une wavefom est un cluster particulier qui contient 3 données :

Un instant inital (to) numérique

Un pas ( ) numérique

Un tableau de valeur

Une waveform est le type de donnée utilisé pour étudier les signaux.

Pour chacun de ces types de données, il existe des fonctions dédiées qui s’appliquent sur ces données. Ces fonctions sont accessibles par la palette fonctions de la fenêtre diagramme.Les boucles while et For


Registre à décalageValeur d’initialisation

Indice de boucle(0…)

Terminal de condition d’arrêt(Ici : Arrêter sur Vraie)

Valeur d’initialisation

Prise en compte de la valeureur précédente

Mémoire Locale : registre à décalage

Les 2 sous-diagrammes se superposent et sont exécutés de manière exclusiveselon la valeur du booléen.

Exemple de boucle WHILE

Exemple de boucle FOR

Exemple de structure conditionnelle IF THEN


Annexe 3Liste des entrées et des sorties


Entrées numériques

Niveau de liquide basNiveau de liquide hautDéfaut ventilateurDéfaut pompeSystème armé

Sorties numériques

Electrovalve amantElectrovalve avaleMarche ventilateurMarche pompeEnclenchement résistance 1Enclenchement résistance 2 Enclenchement résistance 3Enclenchement résistance 4

Entrées analogiques

Capteur de pression d’airCapteur de pression de liquideDébitmètre d’airDébitmètre de liquideSonde de température amant Sonde de température avale Sonde de température réservoir de liquideSonde de température d’air

Sorties analogiques

Consigne de commande du ventilateurConsigne de commande de la pompeConsigne de commande valve réglable

Annexe 4


TRANSMETTEURS SERIE "FCX-AII-V5"DESCRIPTIF

Les capteurs de pression de la série FCX-AII V5 mesurent une pression différentielle, relative ou absolue, et la convertissent en un signal de sortie 4 à 20 mA directement proportionnel. Ce capteur peut être utilisé pour la mesure de débit, de niveau de liquide, densité ou toute autre application utilisant le principe de mesure de pression différentielle. Il peut être livré en version analogique ou en version smart. Le principe de mesure de ce capteur est basé sur la conversion directe d'une pression différentielle en une variation de deux capacités. Le capteur est compact et léger, offrant ainsi une grande précision et une grande fiabilité. Réglage local du zéro par vis externe sur boîtier électronique. Les capteurs smart peuvent être réglés ou configurés à distance. Par exemple, l'étendue de mesure et l'amortissement peuvent être réglés à partir de la salle de contrôle à l’aide d'un communicateur portable FXW ou HHC (Hand Held Communicator).

Principe de mesure Le principe de fonctionnement du capteur de pression est montré dans le schéma ci dessous. L’ENSEMBLE CAPTEUR est une électronique à microprocesseur qui reçoit un signal digital et le convertit en un signal de sortie analogique 4 à 20 mA, et un signal numérique superposé sur le 4-20 mA si le module de communication est utilisé.

Documents

rapport final pfe courigé.docx