lycée marcel sembat vénissieux

BTS Système Electronique Areva T&D Lycée Marcel Sembat Vénissieux

maître de stage : Jean Phillipe Burthier Etudiant : Julien Roux‐Didier BTS SE 2009 Date du rapport

25 juin au 17 juillet 2009

Lycée Marcel Sembat Rapport de Stage Areva T&D

Roux-Didier Julien BTS SE 2009 2/28

TABLE DES MATIERES

Sommaire

REMERCIEMENTS ................................................................................................... 3

PARTIE N°1. INTRODUCTION ............................................................................ 4

PARTIE N°2. AREVA .............................................................................................. 5 2.1 PRESENTATION ................................................................................................... 5 2.2 SOCIETES APPARENTEES ..................................................................................... 5 2.3 HISTORIQUE ....................................................................................................... 6 2.4 MARCHE ET CHIFFRE D’AFFAIRE ........................................................................ 6 2.5 CONCURRENCE ................................................................................................... 7

PARTIE N°3. AREVA T&D .................................................................................... 8 3.1 PRESENTATION ................................................................................................... 8 3.2 HISTORIQUE ....................................................................................................... 9 3.3 CHIFFRE D’AFFAIRE ET PRODUCTION ................................................................ 10 3.4 PRODUITS ......................................................................................................... 11 3.5 CLIENTELE : ..................................................................................................... 14 3.6 VIE D’UN PRODUIT : ......................................................................................... 15

PARTIE N°4. OBJECTIFS DE LA MISSION TECHNIQUE ........................... 16 4.1 SUJET DE STAGE ............................................................................................... 16 4.2 ETUDE DES NORMES VPIS ............................................................................... 16 4.3 ETUDE DU VPIS EXISTANT. .............................................................................. 17 4.4 MISE A JOUR VPIS ........................................................................................... 19 4.5 VPIS A LED HAUTE LUMINOSITE. ................................................................... 20 4.6 CONTROLE DE BOBINE A MANQUE. ................................................................... 21

PARTIE N°5. CONCLUSION ............................................................................... 22

PARTIE N°6. ANNEXES ....................................................................................... 23



Remerciements

Je souhaiterai remercier l’entreprise Areva T&D qui m’as accueilli et plus particulièrement Mr Jean Philippe Burthier pour m’avoir encadrer durant se stage ainsi que toute l’équipe de la section R&D.



PARTIE N°1. INTRODUCTION Afin de valider ma première année en BTS Système Electronique j’ai effectué un stage dans la société AREVA T&D situé à Mâcon. Sous la tutelle de Jean Philippe Burt hier j’ai eu la chance de travailler sur un projet concret directement lié a un produit de l’entreprise. L’intérêt pour se projet ainsi que la renommé d’AREVE mon pousser à favoriser se stage parmi les autres. Le suivi de l’évolution du produit ainsi que le développement d’une nouvelle fonctionnalité sur celui‐ci m’ont permis d’aborder la plupart des points que l’ont peu trouvé dans un département R&D. De l’étude des normes a celle du produit existant jusqu’ a son évolution de nombreux points sur le développement d’un produit dans une grande entreprise toute les étapes ont leur utilité. Je commencerais se rapport en abordant la société mère AREVA puis en m’orientant vers l’entreprise qui m’a accueilli AREVA T&D puis en troisième partie le projet qu’il m‘a été confié.

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon



PARTIE N°2. AREVA 2.1 Présentation Le groupe AREVA a pour statut juridique : société anonyme à Conseil de Surveillance et Directoire. Areva, de son nom complet Société des Participations du Commissariat à l'Energie Atomique, est un groupe industriel français spécialisé dans les métiers de l'énergie. Cette entreprise est présente au niveau international, réseau commercial dans 43 pays. Ces activités sont liées à l'énergie nucléaire (construction de réacteurs, exploitation nucléaire, propulsion nucléaire, transport des matières radioactives...), à d'autres formes d'énergies (éolienne...) ainsi qu'au transport de l'électricité.

2.2 Sociétés apparentées

.

Areva NC ((en) Nuclear Cycle), spécialisé dans le cycle du combustible nucléaire, anciennement Cogema. Areva NP :((en) Nuclear Power) s'occupe de conception et construction de centrales nucléaires, fourniture de combustible et de services de maintenance et de modernisation, anciennement Framatome ANP.



Areva T&D : systèmes de transmission et distribution d'électricité, filiale ayant absorbé Alstom T&D. Areva TA : réalisation de systèmes nucléaires de propulsion, anciennement Technicatome. Euriware : société de Conseil, Intégration de Systèmes, Infogérance évolutive et filiale à 100 % d'Areva. Areva R :((en) Renewable), nouvelle branche dédiée aux énergies renouvelables.

2.3 Historique Areva a été créé le 3 septembre 2001, par la fusion de CEA Industrie, Framatome et Cogema. Le nom Areva n'est pas un sigle, il a été inspiré par l'abbaye d'Arevalo, en Espagne. La branche transmission et distribution d’électricité (Areva T&D) a été achetée à Alstom le 9 janvier 2004. Au cours des années 1990, Areva a développé un nouveau réacteur nucléaire : l'EPR. La commercialisation a débuté au cours des années 2000. L’EPR est un réacteur de 3e génération d’une puissance de 1 600 MW. Le premier EPR est en cours de construction en Finlande, sur l’île d’Olkiluoto. La mise en service, maintes fois retardée, est actuellement prévue en 2011.

2.4 Marché et chiffre d’affaire

Chiffres d’affaire en millions d’euro.



Nombre de d’employé AREVA le monde :

2.5 Concurrence



PARTIE N°3. AREVA T&D 3.1 Présentation Areva T&D est société anonyme à conseil de surveillance et directoire.



Areva T&D Macon fait parti de la branche transmission et distribution de la société AREVA Elle emploie 700 personnes, conçoit, produit et assure le SAV d'appareillages moyenne tension (disjoncteurs, interrupteurs, sectionneurs de 5 à 36 kV et process de contrôle) afin de distribuer l’électricité de la centrale à l’utilisateur final.

3.2 Historique La fusion de la Société Alsacienne de Constructions Mécaniques (SACM, créée en 1872), spécialisée dans les locomotives, et de la Compagnie Française Thomson‐Houston (1922), spécialisée dans la traction électrique, a donné naissance à Alsthom en 1928, en faisant ainsi une entreprise pouvant concurrencer les plus grandes société implanté sur le marché. La société suisse, SPRECHER & SCHUH, créée en 1900, et spécialisée dans les appareillages électriques, était également un acteur principal du marché. Elle a investi dans plusieurs filiales en France, notamment DELLE en 1909 et a travaillé en étroite collaboration avec elle, pour renforcer son expertise locale dans les activités de basse et moyenne tension et de transformateurs. Les activités T&D de chacune de ces sociétés se sont rejointes pour former ce qui deviendra AREVA T&D. Renforcement de la présence internationale, entraînée par l'innovation En 1965, 3 nouvelles branches: Alsthom‐Savoisienne, Delle‐Alsthom et Unelec, fournissant des disjoncteurs de transformateurs et des systèmes P&C... 1977 a vu la création d'Alstom‐Unelec, résultat de la fusion entre Alsthom‐Savoisienne, Unelec et Transformateur SA, spécialisé dans les transformateurs de distribution et de puissance à Petit‐Quevilly. La fusion d'ALSTOM T&D et de CGE, et de SPRECHER & SCHUH (1986) ont permis d'améliorer les tableaux isolés au gaz et les disjoncteurs HT. Elle fait de l'innovation l'une de ses forces. Sa fusion en 1988 avec GEC donne naissance à une entité internationale s'ouvrant sur l'Australie, l'Inde et l'Afrique du Sud. ALSTOM T&D a acquis la société italienne CEME, leader dans le domaine des sectionneurs, et d'AEG en 1996, spécialiste allemand T&D. En 1998, lors de sa fusion avec CEGELEC, leader dans les systèmes de contrôle de gestion de projets de postes clés en mains et de gestion de réseau, la panoplie de base de l'expertise T&D devient complète. Elle a été rachetée par Areva fin 2003 pour 913 millions d'euros. En 2004, le Groupe acquiert RITZ High voltage, fabricant allemand de transformateurs de mesure HT et acteur important aux États‐Unis et une coentreprise avec SUNTEN Electric Co. Ltd. Le 1er janvier 2007, le site de Mâcon a décidé de fermer son atelier tôlerie peinture.



3.3 Chiffre d’affaire et production Revenues (en milliards d’euros) 2008 € 5,08

2007 € 4,33

2006 € 3,72

2005 € 3,21

2004 € 3,18

Force de travail en fin d’année 2008 31,000

2007 25,248

2006 22,988

2005 22,094

2004 21,816

Répartition des revenues par régions et part dans les revenus de la société mère :

Pour le site de Macon



Pour une production de :

3.4 Produits Appareils de coupure

Cellule moyenne tension

Matériel type secondaire « SDS »



Application



Matériel de type primaire « PDS »

Application :



3.5 Clientèle : Les principaux clients en France ou a l’étranger sont :



3.6 Vie d’un produit :



PARTIE N°4. OBJECTIFS DE LA MISSION TECHNIQUE 4.1 Sujet de stage Durant mon stage dans la société Areva T&D j’ai effectué divers activités sur un produit existant : le VPIS. Le VPIS (voltage présence indication system) est un produit de sécurité indiquant la présence de tension ou non au client sur le produit de distribution d’électricité qu’il a choisit.

4.2 Etude des normes VPIS Le Vpis est soumis dans sa conception et son fonctionnement a divers norme toute référencé dans les normes CEI. Cela a constitué la première partie de mon stage ainsi que mon approche du produit.

Extraits de la norme : ‐le degré minimum de protection de l’appareillage est IPXXB. ‐les conditions d’affichage de la présence de tension pour chaque phase : Si la tension mesurée est à plus de 45% du voltage minimal de la ligne alors l’indicateur doit afficher une présence de tension. Si la tension mesurée est inférieur a 10% de la valeur maximale du voltage de la ligne alors l affichage ne doit plus afficher de présence tension. ‐l’indication doit avoir un affichage d’une puissance d’au moins 25000lux en extérieur ‐la fréquence de mise à jour de l’indication de la présence de tension doit être supérieure à 1Hz. ‐le composant doit être isoler du circuit principal par un élément de couplage. ‐en cas de défaillance de l’isolation le composant doit se mettre à terre, la tension est jugée trop élevée quand celle‐ci dépasse 30% de la valeur nominale de la tension du circuit principal. ‐le courant au point de connexion est de 2mA maximum. ‐le boitier doit comporter les indications obligatoires dont les caractères doivent au moins faire 3mm de haut (IEC 61958, Tension nominale, L1, L2, L3)



4.3 Etude du VPIS existant. Le projet s’est poursuivi par l’étude du VPIS existant qui utilise une technologie basé sur une indication donnée par l’éclairage d’un néon. Celui‐ci est composé de 2 éléments le boitier sdt et la partie affichage.

Boitier SDT Affichage Il existe 2 modèles de fonctionnement car l’élément de couplage le séparant du circuit principal est un élément capacitif d’une valeur de 150pF pour les produits modulaires M24+ et 22pF pour les produits FBX. Cf. Annexe 1 et 2 L’élément de couplage est un condensateur sous la forme d’un grillage moulé dans un cône relié au circuit principale.

SB

Crayon



Les différentes variantes en fonction des tensions du circuit principal ont été listé avec chacune ces composants dans un tableau.

R2,5,8 470

ohm 5w

R1 0 ohm

eclateur cite

l 140

0vdc

C2,7,12 15

00pf 2kv

C2,7,12 10

00pf 2kv

C2,7,12 33

00pf 2kv

C2,7,12 68

00pf 2kv

C3,8,13 10

00pf 2kv

C5,10,15

100

0pf 2

kv

C5,10,15

R 0Ohm

C1,6,11 22

0pf 2

kv

D1,3,5 0O

hm

D1,3,5 D1N

4007

D2,4,6 D1N

4007

C1,6,11 0O

hm

C4,9,14 10

0nf 4

00V

R3,6,9 1MOhm

R3,6,9 100

Kohm

FBX 15‐20Kv

M24

3‐5kv 5‐7,2kv 10‐24kv

VDS EIB

3‐3,6kv 10‐16kv

VISAX 1,2‐3kv



4.4 Mise à jour VPIS Cette phase comportait tout d’abord une recherche de composant pour estimer le cout du VPIS existant puis une solution ramenant le boitier sdt et l’affichage a un seul bloc limitant les cout de part le moulage du boitier sdt le cout des faisceau reliant les deux interfaces. Le nouveau boitier ayant pour contrainte des dimensions restreintes et la possibilité de pouvoir changer les néons aisément ainsi que l apport de nouvelle fonctionnalité augmentant la sécurité et facilitant sa maintenance. Le nouveau routage apporte une carte unique pour remplacer toutes les variantes existantes et se calibrant en coupant des straps lors de l’assemblage. Seul l’affichage est déporté pour faciliter le remplacement des néons. La fabrication des cartes a été sous traitée par une entreprise extérieure spécialisé dans se domaine et pour cela j’ai du établir un dossier de fabrication recensant toutes les variantes avec touts les différents montages. Cf. annexe 3 et 4.

Cette partie de mon stage a nécessité une grande collaboration avec un spécialiste en mécanique afin de pouvoir réagir a chaque modification ou contrainte amener par l un ou par l autre pour optimiser le cout du produit tout en respectant les contraintes imposé. Cela a aussi nécessité de nombreuses recherches de composants pour adapter au nouveau boitier et diminuer les prix tant au niveau fabrication, assemblage, ou en composants.

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon



4.5 VPIS à LED Haute luminosité. Le VPIS existant a pour problème de marcher avec des néons dont la durée de vie reste limité et nécessite une intervention pour les remplacer se qui engendre des couts. Afin de résoudre ce problème nous nous sommes penché sur une solution a LED haute luminosité afin tout d’abord d’améliorer la durée de vie du produit et aussi de pouvoir aborder de nouveau marché ou la demande est basé sur des systèmes a LED visible même en plein jour. La difficulté de la mise en place d’un tel service est que le système de couplage existant par éléments capacitif ne peut être modifié donc le nouveau système doit fonctionner avec mai celui du a sa faible capacité ne permet d acquérir depuis le circuit principal que un courant maximum de 25uA, les LED en nécessitant 15mA pour un bon éclairement.

La solution choisie a été un système de charge de condensateur afin d accumuler un maximum de courant. Pour cela il a fallu redresser le signal d’entrée; le moyen le moins onéreux étant un pont de diode. Ensuite il faut stocker la charge donc pour cela un condensateur de forte capacité. Le problème qui s’est posé a ce moment était le contrôle de la charge et décharge du condensateur, au vu du faible courant disponible nous nous sommes orienter vers une solution low current, un oscillateur composer de MOSFET. Après avoir sélectionné un montage après le test de plusieurs afin de déterminé lequel consommerai le moins puis l’avoir calibrer grâce a ses résistances et condensateur afin de créer une brusque décharge de tension et ainsi jouer sur le temps afin d avoir un brusque pic de courant d’une valeur suffisante pour faire flasher une LED. Nous avons commencé les tests pratique et rencontrer divers problèmes lié a la CEM, car fonctionnant avec des micros courant nous étions parasiter par le 50Hz extérieur. Puis ajuster la capacité de stockage afin d’avoir une décharge rapide tout

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon

SB

Crayon



en conservant une grande capacité.

La durée de mon stage a été trop courte pour pouvoir finir cette partie et travailler sur le réglage du seuil d’allumage donc je n’ai pu finir le montage.

4.6 Contrôle de bobine à manque. A coté du projet VPIS durant quelque temps j’ai travaillé sur un système de contrôle de bobine à manque. Ma bobine a manque est comme un percuteur avec un relais c’est un système de sécurité qui actionne la bobine lorsque la tension en entrée descend en dessous de 35% de son nominal et ne se réenclenche pas avant d’avoir atteins 70%. Cf. Annexe 5. Se sujet étant soumis a une demande de brevet je ne peux plus détailler se système.

.

SB

Crayon

SB

Crayon



PARTIE N°5. CONCLUSION Durant se stage j’ai effectué plusieurs missions autour du produit VPIS en commençant par l’étude jusqu'à son évolution. J’ai pu travailler sur une grande partie de situation d’un produit lié a l’électronique se qui est très enrichissant de connaitre toute la progression de son projet. De plus le fait d’avoir à travailler avec des courants aussi faible montre bien l importance de la CEM en électronique. Le fait de ne pas avoir pu finir la dernière partie de mon projet me pousse à chercher d’autres solutions. J’ai eu la chance de pouvoir passer 8semaines dans un des acteurs principaux de l’énergie mondiale et de pouvoir connaitre la vie d’une grande entreprise ou mes connaissances en électronique était demandé sur un projet intéressant avec toute la dynamique autour de se projet, la nécessité de communiquer avec les autres pour progresser et satisfaire aux exigences du travail demandé.

SB

Crayon



PARTIE N°6. ANNEXES ANNEXE 1 : Schéma vpis FBX ANNEXE 2 : Schéma vpis M24+ ANNEXE 3 : Carte principale vpis haute luminosité ANNEXE 4 : Carte Affichage vpis haute luminosité ANNEXE 5 : Contrôle bobine à manque ANNEXE 6 : Certificat de stage



SCHEMA FBX

R1

C1

C3

eclateur pour mise a la terre

12 0

C2

0

prot

ecti

on NEO

N

adap

atio

nfb

xSD

T

C422pF

NEON

Adap

tati

on p

our

le s

euil

d'a

llum

age

du p

our

se c

onfo

rmer

aux

nor

mes

doub

leur

de

tens

ion

circuit principal

ANNEXE 1

SB

Crayon



M24+ ANNEXE 2

0

EC

LATE

UR

CITEL B

HS

1400VD

C

1 2

0

protection NEON

SDT

150pFN

EO

N

circuit principal

adaptation pour la valeur d'allumage du néon afin de se conformer au normes



Carte Principale

ANNEXE 3



Carte Affichage

ANNEXE 4



Contrôle bobine à manque

ANNEXE 5

lycée marcel sembat vénissieux

Documents