électricité de trance - direction des études et recherches - rapport d'activité Ebf-SER.RPlJWli

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1 électricité de trance - direction des études et recherches - rapport d'activité Ebf-SER.RPlJWli

2 Couverture : Membrane d'éclatement : appareil destiné à la protection des circuits contre les surpressions. Le modèle présenté ici correspond à un brevet E.DJ.

3 électricité de france-direction des études et recherches-rapport d'activité aer84 panorama

4 L'activité de la Direction des Etudes et Recherches d'electricité de France couvre un très grand nombre de domaines touchant de près ou de loin l'électricité, sa production et ses moyens. Dans un précédent envoi, nous avons mis l'accent sur les Faits Marquants de cette activité en Leur côté spectaculaire ne doit pas masquer le travail méticuleux, patient et efficace, qui ne se traduit pas toujours par des résultats immédiatement visibles, mais qui est essentiel. C'est le déroulement de ce travail en 1984 que décrit le présent ouvrage. Nous espérons que le lecteur y trouvera des sujets d'intérêt et des occasions de nouer avec nos chercheurs de fructueux contacts. Claude Bienvenu 3

5 Sommaire Applications de l'électricité 17 Habitat et secteur tertiaire - Etudes générales. Outils informatiques d'études du comportement thermique des bâtiments et des syslèmes de chauffage (Les modèles lourds / Le progiciel ASTEC / Les modèles réduits d'enveloppes / La programmathèque PAN). Etudes et essais de matériels de chauffage (Pompes c chaleur à capteurs enterrés ou à capteurs atmosphériques). Production d'eau chaude sanitaire (Chauffe-eau thermodynamique / Utilisation de PERCHE I / Utilisation de PERCHE T / Accumulation de nuit). Etudes et essais de matériels de commande et de régulation (Gestion de l'énergie dans le secteur tertiaire, transmission d'informations par bus spécialisé étude en collaboration avec le groupe AIRELEC-RADIAL- BRUNNER / Essais de régulateurs). 21 Habitat Eïudes concernant J'enserabh? du secteur (Généralisation de l'option E.J.P. / Chauffage par pompe à chaleur). Etudes concernant l'habitat neuf (Label H.P.E. pour le chauffage électrique / L'aération des logements désormais maîtrisée / L'isolation dynamique). 25 Secteur tertiaire. Systèmes de chauffage de bâtiments neuts (Le double flux rafraîchi). Chauffage bi-énergie des bâtiments existants (PERCHE C et T : un produit à maturité / CHERCHE C et T : premières expériences encourageantes / THERMITTENCE : prêt pour le lancement commercial). Collaboration avec les bureaux d'étude (Assistance technique / Expertises d'installations en service). Matériels grandes cuisines (Enceintes froides ou chaudes / Foyers à induction). 29 Industrie - Etudes générales. Ouiifs et méthodes (Modélisation d'unités-types / Etudes de thermique et d'aéraulique / Etudes de matériaux / Automatisation des processus industriels / Démarrage des moteurs électriques / Guide de l'ingénierie électrique). Etudes de matériels et équipements (Pompes à chaleur industrielles / Etudes de compresseurs de vapeur d'eau / Compresseur en matériaux composites / EJECTOPAC / Générateurs éleclrothermiques / L'élecnobrûleur). Etudes de grandes opérations (Concentration - Séchage par evaporation / Séchage des solides / Techniques non thermiques de séparation en milieu liquide). 39 Sidérurgie. Utilisation des plasmas thermiques (L'utilisation des plasmas en sidérurgie /' Démonstration à Uckange / Modélisation numérique du chauffage de gaz par plasma / Four centrifuge à arc transféré / Groupe de travail «Traitement des hydrocarbures par plasma >}. La connaissance du cubilot e( son éjecfro-renforcement. 42 Industries métallurgiques et mécaniques. Chauffage par résistances (Modélisation des fours / Etudes technologiques / Capteurs et régulateurs de température / Eludes d'applications au laboratoire / Etudes de projets, en collaboration avec les industriels / Réalisations industrielles). Chauffage par induction (Modélisation / Etudes technologiques : les alimentations électriques / Etudes d'applications au laboratoire). Etudes diverses (La galvanisation / Chauffage par effet Joule direct / Chauffage par infrarouge / Techniques diverses). 49 Industries de transformation (hors mécanique). Matériaux de construction B.TJ*., verre, bois (Mise en place d'un prototype de décarbonatation de calcaire en Ut fiuidisé chauffé électriquement / Bilan énergétique d'un foui verrier électrique). Papier, carton, textile. Plastiques, caoutchouc. 5

6 50 Industries agro-aliinentaires. Industrie laitière (Présentation générale ; Campagnes de mesure / Séchage à la vapeur surchauffée / Préchauffage de l'air d'une lour d'atomisation par pompe à chaleur / Autres recherches). Autres industries agro-a/imenfaires (Brasserie / Conserverie et industrie des boissons / industrie des viandes et produits carnés / Sucrerie / Déshydratation des iourrages / Divers). 55 Industries chimiques et pétrolières. Etudes générales (Etudes de la chimie des grands intermédiaires / Evaluation du parc des fours installés en chimie / Besoins mécaniques et thermiques d'une plate-forme chimique / Débouchés de l'électricité dans le raffinage / Valorisation du gaz fatal er. raffinerie). Electritication des réacteurs chimiques (Objectifs / Campagnes de mesures / Chauffage électrique des réacteurs). Rendement d'un circuit vapeur. Problèmes d'environnement 61 Impact sur le milieu aquatique. fîégime thermique des eaux continentales et marines (Mesures de températures in situ / Modèles thermiques). Centrales thermiques en bord de rivière (Sites en constr'ctian). Centrales thermiques en bord de mer ou d'estuaire (Sites en exploitation ou en construction / Sites en projet / Etudes diverses). Centrale marémotrice. Qualité des eaux eutrophisation - écologie aquatique (Actions de recherches et développement de codes de calcul généraux / Applications à l'étude de projets / Sédimentation dans les retenues). Comportement des poissons (Travaux expérimentaux / Modélisation), fiadioécoiogie (Bilan des études expérimentales de transferts du technetium à des sédiments et à des espèces marines benthîques et comparaison à des résultais «în situ > / Etude du site du Carnet). Biologie, écotoxicologie, microbiologie (Chloration des circuits de refroidissements et problèmes de salissures biologiques / Etude de l'influence de la température de l'eau sur les fonctions immunes chez le poisson / Recherche d'indicateurs de stress chez le poisson : application au site du Bugey / Parasitose des poissons à proximité des centrales thermiques / Dosage de chlorophylle a planctonique ; étude méthodologique / Etude des amibes libres / Comité scientifique de Montereau / Aclions diverses). 88 Impact sur le milieu atmosphérique. Etudes météorologiques et modèles de mécanique de l'atmosphère (Etudes météorologiques / Techniques expérimentales d'étude / Modèles mécaniques de l'atmosphère). Impact atmosphérique des aérarèfrigérants (Réfrigération humide - suivi de sites en fonctionnement / Dossiers d'impact). Diffusion atmosphérique des efîluents au voisinage des centrales nucléaires (Rejets radioactifs des centrales nucléaires). Pollution atmosphérique au voisinage des centrales thermiques classiques (Aspects méthodologiques / Transport de polluants à longue distance / Etudes de sites). 105 Physicochimie de la pollution. Mesures à l'émission des tranches thermiques (Polluants gazeux classiques et poussières / Composés fluorés / Hydrocarbures polyaromatiques / Ions sulfates et nitrates). DésuJ/uration des fumées. Physicochimie des polluants atmosphériques (Méthodes et appareils / Interactions entre un panache polluant et l'atmosphère / Pluies acides / Relations entre pollutions gazeuse et particulaire). Etudes sur sites de la pollution atmosphérique (Dépouillement de la campagne de Fos 19B3 / Dépouillement de la campagne de Blénod 1983 / Campagnes réalisées en 1984). Pollution atmosphérique et santé publique (Pollution en ambiance de travail). Aéroréfrigérants ; primage et enrichissement des aérosols émis. Physicochimie des milieux aquatiques (Mesures en continu de qualité d'eau / Méthodes d'analyse en milieu marin). Etudes et mesures physicochimiques sur site en milieu aquatique (Recueil des données). Etudes physicochimiques à la demande. 113 Sources sonores et propagation acoustique. 6 Sources acoustiques en écou/ements (Modèles numériques et expérimentations / Modélisation / Veine d'essais et instrumentation / Etude du bruit des pompes de forte puissance / Calorifugeage des tuyauteries). Propagation et insonorisation en conduits (Techiriques classiques et nouveaux procédés / Calculs de propagation, démarche modulaire / Propagation - Etudes de base / Propagation TROIS A, un outil informatique / TRIDIM : un code de calcul de silencieux réactifs / Anti-bruit, action de recherche / Anti-bruit, industrialisation de procédés). Rayonnement de structures vibrantes (Etudes théoriques et expérimentales / VARIA, un code de rayonnement des structures / Validation de codes de calcul / Rayonnement de coques cylindriques).

7 122 Environnement acoustique. Acoustique intérieure (Modèles numériques d'acoustique prévisionnels / Caractérisation des sources / Situation comparative des diverses tranches CP 1 et CP2). Acoustique extérieure (Amélioration et validation du modèle numérique TYMPAN / Amélioration et validation du modèle numérique PAPE / Bilans acoustiques extérieurs / Etude du bruit des lignes électriques). Acoustique opérationnelle (Bruit dans les locaux informatiques / Etude comparative de divers groupes turboalternateurs / Bruit dans ]P«centrales hydrauliques). Aspects nouveaux de l'énergie 129 Installations de production. Le cycle binaire à ammoniac : la centrale pilote CYB1AM (Etudes de conception d'une centrale binaire de grande puissance / Etudes expérimentales La centrale pilote CYBIAM). Cycles à deux séchages pour les tranches P.W.R. fîécupération d'énergie sur Jes gaz d'échappement de mofeur Diesel (Intérêt du procédé / Le Fluorînol / Principe de fonctionnement / La turbine / Essais et premiers résultats). Conversion directe de l'énergie thermique des liquides. 131 Energies nouvelles. La centrale solaire THEMIS (Programme d'expérimentation / THEMIS : banc d'essais de systèmes de contrôlecommande / Etudes sur la chimie du sel et la corrosion des matériaux). La centrale géothermique de Bouillante (Etat d'avancement / Essais / Contrôle-commande de la centrale géothermique de Bouillante / Etudes de matériaux). Le projet ENERGEROC. La biomasse. Le solaire pholovoitaïgue. L'énergie éolienne (Essais de l'éolienne RATIER-FIGEAC au C.N.E.E. de Lannion). Essais de petite machine hydraulique. 139 Electrochinûe hydrogène. Déve/oppemenf et industrialisation de l'électroîyse de l'eau (Le suivi des projets constructeurs / Le choix du pilote 2,4 MW / Les essais E.D.F. / Etude de matériaux pour électrolyseurs de puissance}. Générateurs d'hydrogène (L'hydrogène dans les centrales / Dossier hydrogène: 10 - loonrvh). Ehctrosynthèse organique (La plate-forme de Pithiviers [125 kw] / Autres contacts). AppJicafion de l'électroîyse au traitement des pièces métalliques ayant séjourné sous eau. 141 Etudes de systèmes. Eiude des centrales thermiques du futur (Les futures conditions d'exploitation des centrales thermiques / Etudes sur les matériels / Turbine à gaz à methanol vaporéformé). Charbon (Gazéification à l'oxygène [OGIVE] [contrat avec F.C.B. et G.D.F.] / Gazéification sidérurgique par lance [G.S.LJ / Dépoussiérage haute température haute pression). EJecfroJyse de i'eau et industrie de l'ammoniac. Stockage de l'énergie. 143 Ingénierie. Les études prospectives (Cycles combinés / Cycle binaire à soufre / Moyens d'essais D.E.R. / Electrification de process industriels). Les réaiisafions de projets industriels et de boucles d'essais (Centrale géothermique de Bouillante / Production d'hydrogène par electrolyse de l'eau / Plate-forme Plasmas des Renardières / Champ de capteurs photovoltaïques prototypes / Laboratoire d'échauffement / Unité d'électrosynthèse organique / Autres installations). Les études et réalisations d'appareillages d'essais. Les études technico-économiques et analyses de coûts. Chaudières nucléaires 146 Chaudières de la filière à eau ordinaire pressurisée. Coeur combustible (Réinterprétation d'expériences liées au recyclage du plutonium / Réacteurs à haut fadeur de conversion / Qualiiication au séisme de la ligne de commande / Broches de fixation des tubes guides de grappes). Thermique du cœur et fonctionnement. Cijcuif primaire (Stratification de l'écoulement dans la ligne d'expansion du pressuriseur / Etude de l'acier faiblement allié au mangartèse-nickel-molybdène pour capacités sous pression / Matériaux pour luyautages, pompes, boulonnerie et robinetterie du circuit primaire). 7

8 Chimie du milieu primaire (Formation et transport des produits de corrosion - decontamination / Robinetterie : revêtements durs exempts de cobalt). Générateurs de vapeur (Matériaux pour tubes de générateurs de vapeur / Chimie du milieu secondaire / Modélisation numérique des écoulements / Validation des codes de calcul d'écoulements diphasiques / Essais thermiques / Modélisation des transports et dépôts de boues / Etudes sur modèles physiques / Vibrations de tubes ' Contrôle du comportement en exploitation / Détection et localisation des fuites de tubes). Comportement et surveillance des matériels (Détermination des sollicitations transitoires du circuit primaire / Surveillance de l'état mécanique des structures internes du réacteur / Surveillance du comportement des pompes primaires / Détection des corps errants dans le circuit primaire des réacteurs / Systèmes de surveillance). Enceinte de confinement (Contrôle de l'élanchéité des enceintes de confinement). 161 Chaudières de la filière à neutrons rapides. Cuve cœur - combustible (Etude paramétrique d'un réacteur à combustible nitrure / Qualification des moyens de calcul Le système de codes CARDIFF / Preparation des essais de pesée de barres pour le démarrage de SUPER-PHENIX / Méthodes de perturbations / Etudes hydrauliques et thermohydrauliques de la cuve de SUPER-PHENIX 2 / Matériaux pour cuves, structures internes et circuits de sodium). Générateurs de vapeur et èchanqeurs (Essais de maquettes de générateur de vapeur et de gros composants en sodium / Fonctionnement thermohydraulique des générateurs de vapeur / Détection des fuites d'eau dans les générateurs de vapeur / Evolution des fuites d'eau dans les générateurs de vapeur / Etude des conséquences d'une réaction sodium-eau violente ' Matériaux pour tubes et plaques de générateurs de vapeur). Technologie d'emploi du sodium (Jonctions métalliques / Colliers de supportage de tuyauteries / Membranes d'éclatement / Maintenance et transfert des connaissances / Lavage des assemblages irradiés de SUPER- PHENK / Instrumentation / Etude de l'interaction sodium-béton / Frottement en sodium / Méthodes d'analyse du sodium - Effet du sodium sur les propriétés mécaniques des matériaux). Fonctionnement générai (SUPER-PHENIX / R.N.R / ECRA). Participation aux essais de SUPER-PHENIX. 179 Etudes relatives à la sûreté. Vue d'ensembje. Sûreté des centrales à eau ordinaire pressurisée (Agressions externes des centrales nucléaires : évaluation des risques dus à l'environnement industriel et aux voies de communication. Etudes des explosions de mélanges air-hydrocarbure en espace libre / Risque de combustion d'hydrogène : analyse des caractéristiques de la combustion de mélanges ternaires hydrogène-air-vapeur d'eau / Agressions hydrauliques externes / Essais de soupapes et de lignes de décharge). Sûreté des réacteurs à neutrons rapides (Etude des conséquences thermohydrauliques du bouchage de souscanaux d'un assemblage combustible / Essai de convection naturelle dans une boucle secondaire). Evaluation probabiliste de la sûreté (Sûreté des centrales nucléaires à eau pressurisée / Sûreté des centrales nucléaires à neutrons rapides / Sûreté des centrales nucléaires à uranium naturel-graphite-gaz / Facteurs humains / Méthodologie en fiabilité et dans l'approche probabiliste de la sûreté). 185 Filières diverses. Chaudières de la filière uranium naturel-graphite-gaz- Simulation du fonctionnement des centrales (Progiciel SICLE et progiciels associés / Codes à base SICLE / Analyseurs Simulateurs de fonction). Centrales thermiques classiques et nucléaires Centrales hydrauliques 190 Technologie des composants des centrales. Essais de garnitures mécaniques de pompes pour centrales nucléaires. Problèmes de Zubrification dans les machines tournantes. Evaluation de la conception et du fonctionnement des pompes en centrale. Contrôles et essais dans le domaine de la robinetterie. Essais de composants de circuits autres que Jes robinets. Problèmes posés par les presse-êtoupe de robinets et les joints. Etude de la corrosion-érosion (Corrosion-érosion dans l'eau / Méthode de mesure de l'usure ou de la corrosion par pesée radioactive / Corrosion-érosion dans les réchauffeurs haute pression). Essais d'érosion-corrosion sur boucles (Corrosion-érosion dans la vapeur humide / Corrosion-érosion dans l'eau). Etude des matériaux pour groupes (urbo-ajternateurs (Ailettes des corps moyenne pression des turbines à vapeur de groupes 600 MW / Aciers amagnétiques pour frettes d'alternateurs / Corrosion du circuit de refroidissement des stators). 198 Instrumentation d'exploitation. 8 Développement de constituants nouveaux d'instrumentation d'expjoîta/ion (Les capteurs à fibres optiques / La mise au point du thermomètre Gamma / La mesure du débit primaire et de la puissance d'un réacteur à eau sous pression par azote 16).

9 Le surveillance en exploitation des capteurs et des systèmes (Surveillance des capteurs ' Surveillance des systèmes). Déve/oppemenï de moyens nouveaux de surveillance (Le suivi et développement de matériel de perturbographie / L'automatisation des essais périodiques des chaînes de protection des réacteurs / L'adaptation du système VOTAN / L'adaptation du système SACMO au contrôle des chaînes de régulation de turbine La réalisation d'un consïgnateur d'état de turbine de 900 MW pour la centrale de Bugey 2-3). 198 Communications en centrales. Investigations sur les liaisons multiplexêes (Les essais d'évaluation du réseau ETHERNET / La réalisation d'un système de transmissions multiplexêes pour le réseau d'acquisition de mesures d'essais [K.M.E.I des centrales nucléaires). Amélioration des moyens de communication dans les centrales (Enquêtes en centrale Evaluation de matériels existants / Etude de nouveaux moyens de communication). Compatibilité électromagnétique (Des études d'investigations. Des interventions sur site ' L'étude de l'impulsion électromagnétique d'origine nucléaire [I.E.M.N.] ' Les travaux de normalisation). 199 Régulation contrôle-commande. Eludes générales d'automatisme (Validation des mesures analogiques Système d'aide au diagnostic Méthodes de détection et localisation de défaillances. Applications de l'intelligence artificielle à la surveillance et au diagnostic ' Outils d'aide au réglage et à l'optimisation des chaînes analogiques de régulation / Outils d'aide à la maintenance assistée par ordinateur avec vidéodisque ' Logiciels interactifs de simulation de composants de centrales nucléaires / Etudes de fonctionnement pour la centrale géothermique de Bouillante et la boucle CYBIAM / Etudes de régulation pour les centrales nucléaires ' Evaluation de la fiabilité des systèmes numériques prograi îmés à base de microprocesseurs). Etudes d'automatisation de processus (Commande automatique des tranches fonctionnant au charbon et au fioul / Prestations diverses). Communication homme-machine en conduite de procédé. Aides à la conduite des centrales (Le système d'aide à l'application des consignes d'exploitation). ArchitecJure et outils des systèmes de contrôle-commande (Evaluation des équipements du marché ' Architecture des systèmes de contrôle-commande et besoins en communication ' Actions de développement en communication / Etude de l'introduction de systèmes multi-microprocesseurs type SM 90 pour les traitements de surveillance spécialisés). Spécification et mise en œuvre des automatismes (Outil d'aide à la conception d'images interactives de conduit.; Structuration des données et des traitements / Avant-projet de spécification d'une chaîne de production de logiciels d'automatismes / Evaluation des langages de spécification et de réalisation Mise en œuvre d'un automatisme de surveillance d'actionneur et de diagnostic de pannes). Projet «Salle de commande et contrôle-commande S.3.C.» (Etudes liées au fonctionnement des tranches REP Spécification des principes de représentation des images et objets sur écran / Spécification des schémas types et application aux systèmes élémentaires simulés / Etude des traitements logiques pour l'animation du synoptique mural de la salle de commande S.3.C. / Etude par simulation des mécanismes d'accès à l'information e: 'îe gestion du poste opérateur ' Etud-3 ergonomique de la salle de commande et des pupitres ' Etude du contro»e-commande du palier N4). 211 Echangeurs. Performances d'echangeurs eau-eau. Propriétés physiques des fluides caloporfeurs. 211 Condenseurs. Calcul de l'écoulement dans les condenseurs : le code CALICO. Vibration des tubes de condenseurs. Ecoulement dans les manchettes de condenseurs. Echanges thermiques dans les condenseurs. Matériaux pour tubes et plaques (Etude des tubes en aciers inoxydables pour condenseurs refroidis à l'eau de mer / Expertise de tubes du condenseur de la centrale de Cordemais Etude de l'alliage de cuivre à 9 % d'aluminium, 5 % de nickel et 3 % de fer pour les plaques à tubes des condenseurs refroidis à l'eau de mer). 214 Aéroréfrigérants. Action du vent sur Jes coques d'aéroréirigérants. Essais sur site de réfrigérants humides (Essais de réception des tours de réfrigération de Saint-Laurent B et de Chinon / Essais de réception de tours de réfrigération de Cruas 1 ' Mesure de la vitesse et de la direction du vent en altitude par miniso-lar / Analyse du fonctionnement du réfrigérant de Dampierre ' Analyse du fonctionnement du réfrigérant do Chinon). Foncrionnemenl antigel des réfrigérants humides. Le banc d'essais de Wanres-Cheviré. Etudes expérimentales sur modèles physiques (Effet du vent sur les performances Aérodynamique interne des tours). Modèles de calcul des réfrigérants (Modèles unidimensionnels / Modèles bidimensionnels). Réfrigérants humides-secs (Caractéristiques de fonctionnement / Matériaux pour tubes ailetés d'aéroréfrigérants humides-secs). Etudes des circuits d'eau. 9

10 221 Comportement thermique et mécanique des matériels. Etude du comportement thermique et mécanique sur les matériels des centrales au cours des périodes de démarrage et en exploitation normale (Le comportement thermique de l'installation de production d'électricité [IPE] de la tranche 1 de la centrale de Paluel Le comportement thermique de l'ipe de la centrale de Creys-Malville Les essais de comportement thermique de la tranche 4 de la centrale du Havre B ' Le pilote de démarrage de turbine La télécommande des tranches thermiques depuis le CIME). Etude du comportement en exploitation des matériels du poste d'eau (Le comportement du poste d'eau de Paluel 1 La mesure de la déformée d'arbre pompe alimentaire palier 1300 MW ' Le refroidissement accéléré du groupe alimentaire MW). Essais de réception (Essais de réception des groupes turbo-aîternateurs Essais de récliauffeur de Gravelines Mesure du rendement des turbo-pompes alimentaires.' Normalisation de la méthode thermodynamique pour la mesure du rendement des pompes). Défection ef localisation des fuites sur les échangeurs du poste d'eau (Sécheurs surchauffeurs : méthode à l'hélium / Sécheurs surchauffeurs : suivi de la perte de charge ' Réchauffeurs d'eau alimentaire : traçage chimique). 224 Combustion. (La combustion des produits pétroliers / La combustion du charbon Liaisons avec les organismes extérieurs). 224 Analyse du comportement statique et vibratoire des machines et structures. Développement des méthodes et des outils de modélisation numérique (Développement du code SIVA / Etude du comportement dynamique des structures avec jeux / Adaptation des outils de calculs de ligne d'arbres). Méthodes et moyens d'analyse vibratoire expérimentale. Analyse de la tenue et de la durée de vie de grandes ailettes de turbines basse pression. Analyse du comportement vibratoire des structures en interaction avec un iluide. Etudes de qualification sisrnique des matériels nucléaires. Analyse du comportement vibratoire des machines tournantes (Validation et exploitation de modèles numériques. Moyens d'observation / Méthodes d'équilibrage / Evaluation de l'endommagement des rotors). Surveillance vibratoire des machines et diagnostic de leur état mécanique. Elude des possibilités d'insertion d'un palier magnélique actif dans Je supportage d'une ligne d'arbres (Détermination des caractéristiques dynamiques du palier magnélique de 4 tonnes / Etude d'applications spéciales). Prestations de service (Machines tournantes ' Parties fixes). Essais de comportement vibratoire des matériels (Susceptibilité des T.P.A. aux efforts de tuyauteries. Déformation de la table Cruas 3 / Essais de vibrations d'ailetage basse pression au Havre 4 / Ventilateur de tirage Cordemais 5 / Filtre à coquillage - centrale de Paluel / Essais de clapet A.S.G. sur la boucle INDIRA à Chatou / Instrumentation des héliostats de Saint-Chamas / Essai de démarrage de réducteur des pompes C.R.F. Mesures de vibrations des bornes d'alternateurs par vibrométrie laser). 231 Turbines à vapeur et matériels associés. Dimensionnemenl des turbines. Etudes expérimentales de l'écoulement dans les turbines à vapeur (Mesures de vitesses - Soufflerie V.S.D. Mesures de tailles de gouttes ' Mesures d'humidité). Fonctionnement des turbines en vapeur humide. Séparateurs eau-vapeur. Mesures d'humidité en conduites. 233 Problèmes d'écoulement dans les turbomachines et les circuits. Ecoulements permanents dans les turbomachines (Turbomachines en écoulement incompressible / Machines à fluide compressible). Ecou/ements instationnaires. Cavitation. Régimes transitoires dans les circuits associés aux turbomachines. 235 Disponibilité des centrales Fiabilité des matériels. Banques de données : constitution et mise au point (Le fichier d'incidents ' Le fichier d'événements / Système de recueil de données de fiabilité [S.R.D.F.]). Analyse des résultats d'exploitation des centrales. Analyse de la Habilité des matériels et des systèmes. Cooperation extérieure. 236 Aide à l'inspection et à l'entretien - Robotique. Développement de moyens d'inspection et d'aide à l'entretien des matériels des centrales (Le développement de nouveaux dispositifs d'investigation visuelle [par photographie ou par télévision] / Les prestations pour le Service de la Production Thermique). Etudes et applications de robotique pour le contrôle et la maintenance des matériels des centrales nucléaires (Le développement de nouveaux systèmes robotisés d'aide à l'inspection ou à la maintenance / L'évaluation de nouveaux dispositifs d'inspection.' Le suivi des opérations de réparation des structures internes supérieures du réacteur de Chinon A 3). 10

11 237 Méthodes et moyens de mesures et d'< hàais. Méthodes et moyens de mesures (Mesures thermiques / Mesures mécaniques / Méthodes radioactives et chimiques de mesure / Méthodes ultrasonores de mesurer / Méthodes optiques}..acquisition, transmission et traitement des données, signaux ot images (Moyens d'acquisition et de transmission,. Télémesures / Systèmes temps réel / Traitement du siçnal / Traitement d'images). 242 Mécanique des solides et calcul des structures. La coordination des études dans le domaine de la mécanique. Etude des manchettes thermiques de protection des piquages sur le circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée. Calcul des structures. Développement du code SIVA. COCAINE. Modélisation du comportement mécanique des matériaux (Une méthodologie originale pour l'analyse de la fissuration par déchirure ductile / Le comportement inélastique à chaud des matériaux de la filière à neutrons rap ides ). 246 Surveillance et diagnostic acoustique. Etudes de Jbase - Etudes appliquées. Propagation d'ondes élastiques dans les solides (Etude générale / Expérimentations). Modèle d'identification de «rayons» ultrasonores. Exemple de localisation de fuite - Circuit B.R.I. de CreyS'Malville. Localisation acoustique de défauts sur la liaison France - Angleterre. Détection de défauts électriques - Appareillage à isolation gazeuse. 249 Contrôles non destructifs. Modélisation des phénomènes physiques (Propagation des ultrasons en milieu isotrope avec ou sans défaut / Propagation des ultrasons en milieu anisotrope). Mise au point de méthodes (Activité du laboratoire de caractérisation du matériel de mesure utilisé en contrôle non destructif / Détection de fissures dans les broches de tubes-guides de barres de contrôle / Contrôle par émission acoustique de tubulures de cuve de centrale nucléaire à eau pressurisée comportant des défauts sous revêtement / Surveillance par emission acoustique de manchettes thermiques de tuyauterie de centiale à eau ordinaire pressurisée en essai de fatigue aux Renardières). Traitement des signaux et images (Interprétation d'un signal ultrasonore - Visualisation - Reconstruction / Amélioration de rapport signal sur bruit pour signaux de courants de Foucault [contrôles des tubes de G.V. par sonde axiale] / Réflexion sur un moyen de traitement informatisé mobile pour les contrôles par courants de Foucault / Traitement d'images pour le C.N.D. / Détection de fissures dans les broches de tubes-guides de barres de contrôle). Validation des méthodes sur pièces contenant des défauts réels ; connaissances des relations signaux-défauts (Contrôle par ultrasons de pièces de centrales à eau ordinaire pressurisée comportant des défauts sous revêtement / Contrôle ultrasonore des soudures entre virol' 3 de cuve de centrales à eau ordinaire pressurisée / Contrôle par courants de Foucault avec sonde interne des tubes de générateur de vapeur des centrales à eau ordinaire pressurisée / Contrôle de fabrication des stellites). 254 Ouvrages hydroélectriques. Mise au point d'ouvrages (Aménagement de Gambsheim / Chute de Saut-de-Sabo / Evacuateur de crue de Queuille / Projet de suréquipement de la Basse-Durance / Aménagement du Clou / Aménagement de Takamaka 2}. Exploitation des chutes (Aménagement de Golfech / Aménagement de la doux). Ondes de rupture de barrages (Calculs filaires / Calculs bidimensionnels). Développement des moyens d'études (Code de calcul de réseau maillé / Risque d'entrée d'air dans une adduction d'eau). Matériel électrique 257 La vie du service Matériel électrique. 257 Alternateurs et moteurs. Essais de Paluel 1. Contraintes torsionnelles des lignes d'arbres de turba-aîternateurs. Modélisation électrique des alternateurs. Aide à la conduite des alternateurs. Pénétration de Ja force motrice électrique dans l'industrie. Essais de moteurs. 11

12 258 Transformateurs el paraloudres. Ferrorésonance. Grands transformateurs. Transformateurs de distribution et d'auxiliaires de postes et de centrales. Transformateurs de mesure. Parafoudres. 259 Appareillage et postes. AIDA Appareillage initiant les demandes d'actions de maintenance. Poste intérieur modulaire (PIM). Tenue diélectrique phase-masse des sectionneurs blindés 400 kv lors de leur manœuvre. Détection acoustique des défauts dans les postes sous enveloppe métallique. Appareillage à moyenne tension. Eclateurs auto-extinguibles. Essais de pollution et de vieillissement accéléré des isolants pour appareillage MT. Matériel BT de distribution. Projet CHEOPS. Appareillage des centrales nucléaires P.W.B. 260 Lignes aériennes. Calcul des pylônes treillis. Télécommunication par libre optique sur ligne aérienne à très haute tension. Tenue sous pollution des matériels et caractérisation des sites. Effet des phénomènes atmosphériques exceptionnels sur les lignes. Tenue mécanique en service des manchons de raccordement en alliage d'aluminium pour lignes de transport à 225 et 400 kv. L'utilisation du programme E.M.T.P. pour l'étude des phénomènes électriques transitoires rapides. Coordination de l'isolement. Matériaux composites pour lignes aériennes. Essais de pylônes à la station de Sens. 263 Câbles et condensateurs. Traversées é/ecfriques insfajjées dans les bâtiments de réacteurs à eau pressurisée (REP). Câbles de transport à 225 et 400 kv. Etudes et essais de liaisons sous-marines. Câbles de distribution à basse et moyenne tensions et leurs accessoires. Condensateurs à diélectrique «tout film». Gradins de condensateurs ouverts ou sous enveloppe métallique. 263 Matériels à couranl continu. L'in/erconnexion France - Angleterre. Liaison multiterminale Sardaigne Corse - Italie. 264 Matériels d'automatismes industriels. Matériels de sûreté pour centrales nucléaires (Classe IE). Matériels de contrôle-commande électroniques. Constituants de transmission par fibre optique. Matériels d'automatisme. 264 Matériaux pour l'électrotechnîque. Rigidité diélectrique du poryé/hy/ène sous haute pression hydrostatique. Matériaux pour condensateurs de puissance. Interactions SF K eau sous décharges partielles de faible énergie. Comportement au feu des matériaux et des matériels électriques. Céramiques à base d'oxyde de zinc pour paraioudres HT. Nouveaux matériaux magnétiques. Fibres optiques et épissures. 266 Activité des Laboratoires. 12 Essais de matériels de réseaux et de centrales. Essais à la demande de tiers. Essais particuliers. Qualité des mesures - Acquisition et traitements numériques. Nouveau système de téléconduite du Laboratoire d'essais de puissance. Equipements. La construciton d'un Laboratoire d'essais de puissance en Inde (C.PH.L).

13 Etudes de réseaux 269 Le service Etudes de réseaux. 269 Planification des réseaux de transport. Les rnéfhodes et les éludes (Etudes de réseau et interconnexions internationales ' Etudes décisionnelles de renforcement du réseau 400 kv Localisation de la production ' Réseau cible 400 kv / Elaboration des réseaux cibles régionaux / Etudes sur les courants de court-circuit / Etudes de la tenue de la tension et de la compensation de l'énergie réactive / Intérêt des lignes à capacité de surcharge élevée / Evolution des postes 225kV.HT). Les outils de calcul (ORELIA : élaborer des réseaux cibles / MEXICO : un outil de calcul complètement rénové MERIDA : estimer les coûts d'exploitation du système production-transport.' AKASEC : estime, la sûreté de fonctionnement du système production-transport / Modifications de la topologie du réseau de transport CONTI, COURCIC : des outils en cours de rénovation / COMPENS : optimiser la tension et la puissance réactive RAPSI : analyser la sécurité de la tenue de tension / REI : une expérience de réseau équivalent ' EUROPI : évaluer les possibilités d'échanges internationaux d'électricité). Les données et les systèmes inioimatiques (Exploitation de la base de données «Consommation-Production- Transport >.' Evolution à court terme du système informatique de planification / Evolution à moyen terme du système informatique de planification / Développement des techniques graphiques). Elaboration des hypothèses de calcul de réseaux. 275 Planiiication des réseaux de distribution. Les études de structures de réseaux (L'introduction de câbles souterrains sur les réseaux à moyenne tension des zones rurales et suburbaines / L'évolution des réseaux 225 kv et 20 kv alimentant Paris / Comparaison des coûts de développement de réseaux BT en aérien ou en souterrain). Les méthodes et les outils de calcul Les données et systèmes intormatiques (La gestion des bases de données / Implantation des programmes de calcul ATIC / Déjà le service Etude de réseaux développe un produit de calcul de réseaux sur mini-ordinateur). 276 Gestion du système Production-Transport. Gestion annuelle et pluri-annuelle (PLANUM: placement des arrét3 pour entretien-rechargement des tranches nucléaires REP / Un nouveau modèle de simulation de gestion annuelle el pluri-annuelle en avenir aléatoire Un nouveau client : le service des Combustibles). Gesfion hebdo-purnajière (Elaboration du planning de marche des groupes thermiques et des usines de pompage / Gestion à court terme des vallées hydrauliques / Les études prévisionnelles de réseau en puissances actives et réactives). 279 Aide à la conduite des réseaux. Aide à la conduite du réseau national (SYSDIC Temps réel [I e ' niveau] / SYSDIC Temps réel étendu [2' niveau]). Conduife des réseaux régionaux (Systèmes informatiques régionaux de conduite [SIRC] / Recherche d'algorithme de calcul adapté aux machines vectorielles). Conduite des réseaux de distribution. Simulateur de conduite du réseau de transport pour l'entraînement des dispatchers (Fonctions du simulateur / Organisation mise en place / Etudes générales de spécification / Modélisation-Réalisation). 282 Télécommande des installations. Télécommande des installations du réseau de transport. Télécommande des installations des réseaux de distribution. Automatismes dans les calculateurs de postes. 284 Fonctionnement des réseaux. Méthodes et études (Vers un nouveau plan de défense du réseau / Etude de l'incidence de l'arrêt des groupes thermiques à flamme sur le fonctionnement dynamique de la Région Parisienne / Interconnexion à courant continu IFA 2000 : intégration dans le réseau 400 kv / Etudes diverses). Les systèmes de réglage automatique (Le réglage primaire de la tension / Réglage secondaire de la tension). Les outils (Amélioration de la chaîne de programmes / Rénovation du Microréseau). 286 Protections et automatismes de réseaux. Le sysième de contrôle-commande des postes à THT (Le projet PANDOR / Les protections différentielles). La protection des réseaux de distribution à moyenne tension (Le palier technique «Protections sans source auxiliaire» / L'enregistrement et l'analyse des défauts sur les réseaux). Le développement de moyens d'essais et d'enregistrement. 13

14 288 Qualité du service sur les réseaux. Etudes techniques de la qualité de service {Creux et coupures brèves de tension / Harmoniques produits par les équipements électroniques de puissance ' Autres types de perturbations / Alimentations de haute qualité). Eludes technico-économiques de la qualité du service (L'amélioration des différents aspects de la qualité / Vers une approche globale de la relation consommation - investissements - qualité du service). 290 Comptage et télécommande. La mesure de l'énergie. Le relevé des compteurs. La télécommande centralisée. 291 EludeB des consommations. Connaissance des charges : «Clients et usagers» (Renouvellemenl du parc d'enregistreurs magnétiques des campagnes nationales de mesures des courbes de charge / Principales études et analyses statistiques / Campagnes de mesures en cours ou lancées en 1984). Prévisions des consommations {Prévisions à court terme de la charge / Prévisions à moyen terme / Prévisions des courbes de charge locales / Contrôle de la pointe de 24 heures / Analyse de la conjoncture). Informatique et mathématiques appliquées 295 Mise en œuvre du réseau RETINA : état d'avancement des projets à la D.EJL Pro/ef CHIMERE (Calendrier). Pro/ef SEPTEN (Calendrier). Projet MICROSTAR (Calendrier). Projet AGRIATE (Calendrier), 296 Les stations de travail pour l'ingénieur. Des moyens de calcul décentralisés. Portrait d'une station de travail scientifique. Le S.P.S.9. 29B Projet d'informatisation de l'u.t.o. Mission de base. Historique. Méthode. Domaines. Outil de suivi de pro/ef OPSODRA. Structure cible à mettre en place. Moyens et échéances. 298 Réalisation de simulateurs. SimuJaleur DANY 11. Simulateur d'étude S.3.C. Simulateur NERSA. 299 Evolution des configurations et statistiques d'exploitation du Centre de calcul en Ordinateur BULL D.P.S. 7. Ordinateur CRAY. Ordinateur I.B.M. 301 Cours organisés aux utilisateurs du Centre de calcul. 303 Systèmes d'information et de documentation. (Fonds documentaire / Services aux utilisateurs / Formation des utilisateurs / Stock central / Fourniture de documents / Bibliothèque centrale de conservation des revues / TRANSDOC). 304 Modélisation en électricité. 305 COCAINE. 30G Etude de la propagation de la chaleur dans un four à résistances. 14

15 306 Deux applications industrielles de la commande adaptative : groupes turbo-altemaleurs et fours électriques. Commande adaptative des groupes turbo-aiternaleurs (Méthode de commande adaptative préprogrammée / Méthode de commande adaptative à modèle de référence / Méthode de commande adaptative avec identification. Commande adaptative multivariate des tours électriques industriels à résistance. 307 Statistiques. 308 Intelligence artificielle et systèmes experte. (L'informatique du futur / Les langages de la cinquième génération / Base de connaissances sur les centrales nucléaires / Connaissances liées à la conduite d'une centrale / Représentation des connaissances qualitatives en physique / Représentation des connaissances en fiabilité et maintenance). Normalisation et brevets 311 Normalisation. Système de production transport - distribution (Conception et exploitation / Constituants / Matériaux et composants). Utilisation de l'électricité (Compatibilité électromagnétique / Appareils industriels / Appareils électrodomestiques et analogues / Comptage - Tarification). Environnement - Essais Mesures (Instrumentation nucléaire / Mesures de débits / Pollution atmosphérique Acoustique / Métallurgie). Appui sc/enti/igue et technique (Informatique et bureautique.' Fiabilité - Maintenabilité - Qualité). 318 Valorisation de la recherche et propriété industrielle. Information et communication. Protection des inventions (Protection d'inventions en France et à l'étranger / Marques et dessins -' Veilles technologiques et consultations / Une enquête sur le thème : la protection des inventions à E.D.F.). Promotion des applications de la recherche dans l'industrie (De l'idée au produit / Des résultats). Accords et contrats. 15

16 Applications de l'électricité Habitat et secteur tertiaire Etudes générales (Département A.D.E.) Outils informatiques d'étude du comportement thermique des bâtiments et des systèmes de chauffage Les modèles lourde Si l'expérimentation en laboratoire et sur le terrain reste plus que jamais indispensable, l'élude de certains phénomènes n'est possible qu'à l'aide de modèles complexes, donc souvent lourds, exploités sur des ordinateurs puissants. Nous avons continué de periectionner ceux dont nous disposions CLIM et ASTEC afin d'élargir leurs domaines d'utilisation respectifs. Pour les études d'avant-projet et pour les projets eux-mêmes, par ailleurs, la diffusion 1res rapide des micro-ordinateurs nous avait conduits à entreprendre, il y a quelques années, la constitution d'une bibliothèque de logiciels destinés à nos partenaires : la program ma thèque PAN. Nous avons continué de la compléter, en collaboration avec la division Calculs, essais et prospective. Mais l'apparition sur le marché de systèmes bi-énergie nécessitant, au niveau du projet, de prendre en compte les périodes de fonctionnement en régime transitoire, pose le problème de la capacité des microordinateurs à traiter des programmes conduisant à des temps de calcul importants si l'on veut représenter une année complète avec un pas de temps relativement court. Cette situation nous a amenés à réfléchir à la possibilité de " réduire» les modèles lourds à des logiciels plus simples mais cependant suffisamment performants pour permettre l'étude de ces systèmes sur micro-ordinateur. L'effort de rénovation de CLIM entrepris ces dernières années a abouti à la réalisation d'un outil opérationnel aux domaines d'application variés : outil de référence, par son agrément officiel par le Ministère, pour le calcul des besoins de chauffage des habitations ; outil de projet, notamment pour le secteur tertiaire; outil de recherche, car il demeure un des moyens essentiels de notre action pour une meilleure compréhension des phénomènes thermiques dans un bâtiment. En 1984, nous lui avons encore apporté un certain nombre de corrections (calcul des infiltrations, de l'humidité, des déperditions par les vitrages, du flux solaire) et d'amélioration (calcul des coefficients de forme pour les échanges radiatifs, gestion des surchauffes, ajout de vitrages en parois internes, réduction des temps de calcul, amélioration de la présentation des résultats). La version ainsi rénovée de CLIM permet de déterminer de façon précise la répartition des flux solaires dans un module quelconque ; elle constitue donc un outîl de choix pour l'étude de l'intérêt d'une véranda accolée à un bâtiment, travail qui sera mené à bien en Le progiciel ASTEC Depuis trois ans, nous avons progressivement constitué un ensemble de sous-programmes réalisés avec le progiciel ASTEC (qui assure un traitement numérique de formulations analogiques des phénomènes thermiques étudiés). Cet ensemble comprend les modèles des composants d'une installation de chauffage : tuyaux, radiateurs, générateurs, régulateurs, etc., et différents modèles plus ou moins compliqués d'enveloppes de bâtiments. La combinaison de plusieurs de ces modèles élémentaires, comme l'assemblage des pièces du jeu de LEGO, permet de représenter, pour l'étudier, n'importe quel système de chauffage associé à n'importe quel bâtiment. On se contentera ici d'énumérer tes études effectuées en 1984 grâce à cet outil particulièrement bien adapté à l'analyse du comportement dynamique des installations : comportement d'une boucle de chauffage bi-énergie; étude d'une THERMITTENCE ; mise au point du régulateur RA CHEL ; choix d'une régulation pour un système PERCHE I ; étude du comportement d'une enveloppe couplée à un réseau de chauffage ; étude des composants pour l'isolation dynamique ; étude d'un plancher chauffant à eau chaude; étude du rendement des dispositifs de production d'eau chaude sanitaire centralisés. Les modèles réduits d'enveloppe Un projet de chauffage d'un bâtiment comporte l'étude du couplage de l'installation de chauffage avec l'enveloppe du bâtiment et le dispositif de régulation adapté. Les calculs classiques, type G et B, ou label H.P.E., du C.S.T.B., sont trop frustres pour permettre une optimisation un tant soit peu poussée du projet. L'utilisation de programmes comme CLIM ou ASTEC est possible, mais lourde et chère. On est donc tenté de rechercher un juste milieu où la météorologie (température, vent, ensoleillement), le bâtiment, le système de chauffage et sa régulation seraient pris en compte de manière homogène avec une précision compatible avec celle des informations disponibles et une bonne fidélité. Il semble aujourd'hui possible de construire des modèles dynamiques intermédiaires remplissant ces conditions. De tels modèles représenteraient la «signature thermique du bâtiment» ; celle-ci, en se combinant à la «signature thermique de l'habitant», expliquerait les consommations observées. L'expérience montre qu'en éclatant «conceptuellement» le volume global d'un bâtiment, soumis aux sollicitations de l'extérieur et à celles de son installation de chauffage, en deux parties : d'un côté, une partie vitrée et perméable, soumise aux sollicitations de haute fréquence de l'extérieur, et intégrant les cloisons inlérieures pour les sollicitations dues au chauffage ; de l'autre, une partie inerte (plancher et murs extérieurs) ne «voyant» que les sollicitations externes de longue période ; on obtient des résultats se rapprochant de ceux que donne un modèle détaillé décrit sur ASTEC. Cette voie a été explorée sur un plan plus scientifique par le laboratoire thermique de l'université de Liège, avec lequel nous avons entrepris de collaborer à ce sujet dans le courant de l'année écoulée. Un point plus précis pourra être fait sur les modèles réduits d'enveloppes dans le compte rendu d'activité La programmathèque PAN L'utilisation de microordinateurs est généralisée depuis plusieurs années au département Applications de l'électricité. En juillet 1984, l'équipe commer- 17

17 ciale de chaque direction régionale possédait au moins un appareil, alors que l'on en dénombrait quatre-vingts dans les services commerciaux des centres de distribution. Dans le domaine du matériel, le SI LEX a cédé la place à l'apple II. Mais les logiciels en cours de développement sont de plus en plus gourmands en temps de calcul et en capacité de mémoires, aussi conseillons-nous aujourd'hui l'i.b.m.-p.c. Les logiciels que nous réalisons sont donc pour la plupart fournis à la Direction de la Distribution dans les trois versions. Cette portabilité a été rendue possible grâce à l'utilisation du P-system d'exploitation, et grâce aux outils logiciels développés dans ce sens. On trouvera ci-après l'état d'avancement des logiciels PAN à fin 1984 : PACOTTE (avant-projet PERCHE) ASPECT (PERCHE) PACOTTE Intermittent (PERCHE) Nom Demandeur Auteur Langage-Formatage Machine CALECHE (E.C.5. bi-énergie en collectif) E.C.S. bi-énergie tertiaire D.D. A.D.E. PASCAL D.D. D.D. A.D.E. CETIAT + A.D.E. PASCAL sous PASCAL FOHM FORTRAN D.D. BET COSTA BASIC D.D. A.D.E. Calcul de G et B A.D.E. A.D.E. Label H.P.E. individuel Label H.P.E. collectif Label H.P.E. optimisation LOCATHEH (THERMITTENCE) D.D. D.D. A.D.E. A.D.E. PASCAL sous PASCAL FORM PASCAL sous PASCAL FORM PASCAL sous PASCAL FORM PASCAL sous PASCAL FORM A.D.E. A.D.E. PASCAL D.D. A.D.E. PASCAL SILEX APPLE II I.B.M. - P.C. I3.M. - P.C. SILEX APPLE II I.B.M. - P.C. SILEX SILEX APPLE II SILEX APPLE II SILEX I.B.M. - P.C. SILEX APPLE II Observations N'est pas sous PASCAL FORM Reprise PACOTTE en cours Ea cours de développement Diffusé par la D.D. En cours d'écriture Diffusé par la D.D. Diffusé par la DJ>. En test à la D.D. La partie tarif, existe En test à la D.D. PAC serres D.D. A.D.E. BASIC SILEX Diffusé par la D.D. CELINA PAC (chauffage locaux industriels) BENEDICTE (optimisation du chauife-eau individuel) PENELOPE (E.C.S. hydro-accumulation en relève du fioul) ECLA (éclairage intérieur) VALTAR (calculs tarilaiies) D.D. ADD. PASCAL sous PASCAL FORM SILEX Diffusé par la D.D. A.D.E. A.D.E. BASIC SILEX Usage Interne A.D.E. A.D.E. A.D.E. BASIC SILEX Usage Interne A.D.E. A.D.E. D.D. - SEP AC - D.P.T. A.D.E. AJJ.E. PASCAL sous PASCAL FORM PASCAL sous PASCAL FORM SILEX APPLE 11 SILEX APPLE 11 Disponible Disponible Etudes et essais de matériels de chauffage Pompes à chaleur à capteurs enterrés ou à capteurs atmosphériques Il y a quelques années, l'idée de chauffer des bâtiments à l'aide de pompes à chaleur travaillant sur un échangeur enterré ou sur un * capteur atmosphérique» (échangeur de technologie variable, plongé dans l'air extérieur et dépourvu de ventilateur), se concrétisa dans différents pays Suède, Danemark, Allemagne fédérale par un assez grand nombre de réalisations. Que penser de telles installations et quel intérêt peuvent-elles présenter en France? 18 C'est afin de le savoir que nous avions entrepris, dès 1979, d'étudier ces nouveaux procédés de chauffage, à la fois sur bancs d'essais aux Renardières, et sur le terrain dans des logements habités. Des recherches similaires ou complémentaires ont également été menées par le CETIAT et divers laboratoires étrangers. Les résultats obtenus sont aujourd'hui suffisamment nombreux et concordants pour permettre de tirer les conclusions suivantes ; Pompes à chaleur sur 7e sol avec distribution d'eau chaude à basse température (plancher chauffant par exemple). Le coefficient de performance moyen annuel de la pompe à chaleur est égal à 2,2. Le système se suffit à lui-même et ne nécessite pas d'appoint. Il ne faut.pas prélever plus de 20 W par mètre d'échangeur enterré afin d'éviter le gel et les risques de mise en indisponibilité durable de la machine qu'il engendre. En habitat neuf, du fait de la centralisation du système, l'économie d'énergie par rapport au chauffage électrique intégré ne dépasse guère 15 %, d'où une rentabilité médiocre. Pompes à chaieur sur capteur atmosphérique (détente «indirecte >) Les performances sont inférieures, ou au plus égales, à celles des pompes à chaleur sur l'air extérieur tradîtionnelles.

18 APPLICATIONS DE L'ÉLECTRICITÉ Un appoinl est indispensable les jours les plus froids. Le surcoûl es! important, mais le problème du bruit est résolu par l'absence de ventilateur. Production d'eau chaude sanitaire Chauife-eau thermodynamique La recherche de logements aux performances énergétiques de plus en plus élevées a entraîné une réduction plus importante et plus rapide des consommations de chauffage que des consommations pour la prépaialion de l'eau chaude sanitaire. Le rendement, déjà très bon, du chauife-eau électrique à accumulation ayant encore progressé grâce à une meilleure isolation thermique, il était intéressant de savoir comment les chauiie-ecai thermodynamiques, apparus sur le marché il y a deux ou trois ans, se situaient par rapport à celui-ci. Essai d'un chauife-eau theimodynamique. rentabiliser un appareil qui vaut de à F. Les mesures effectuées sur le terrain ont confirmé ces conclusion ; une synthèse de ce travail sera publiée en Utilisation de PERCHE I Le système PERCHE appliqué aux maisons individuelles possédant une installation de chauffage central au fioul continue de se développer (produit PERCHE I). La question s'est donc posée de savoir s'il était intéressant de demander à la pompe à chaleur d'assurer également la production de l'eau chaude sanitaire. Nos travaux ont montré que si c'était techniquement possible, ce n'était pas économiquement intéressant. Les trois montages que nous avons réalisés et essayés : la pompe à chaleur alimente un échangeur incorporé au ballon de stockage d'eau chaude r la pompe à chaleur alimente un échangeur externe couplé au ballon par un circulateur ; un système dans lequel on adapte la puissance de la pompe à chaleur aux besoins en agissant sur la vitesse de rotation du ventilateur de l'évaporateur ; permettent de préparer l'eau chaude sanitaire avec un meilleur rendement que le chauffe-eau à accumulation, mais à une température ne dépassant pas 45 C (60 C dans le dernier cas). Par contre, le moins cher d'entie eux coûte entre et F, ce qui en limite beaucoup l'intérêt. La meilleure façon de produire l'eau chaude sanitaire dans une maison individuelle équipée d'une PERCHE reste donc le classique chauffe-eau à accumulation. Utilisation do PERCHE T Le problème de la production d'eau chaude sanitaire avec une PERCHE se pose différemment dans le secteur tertiaire. Une expérience intéressante se déroule depuis mars 1984 dans une clinique de Boissise-le-Roi, près de Melun, où une installation PERCHE assure à la fois le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Le schéma adopté est celui de la figure 1. Un étage de la pompe à chaleur (pompe eau-eau fonctionnant au R12) réchauffe en priorité un ballon de 10 m :t incluii dans la boucle de distribution d'eau chaude sanitaire. Ce ballon compense les pertes de la boucle et l'effet des puisages (départ boucle à 56 C). Lorsque cet étage est libéré de la production d'eau chaude sanitaire, il peut compléter, si nécessaire, l'autre étage de la pompe à chaleur pour assurer le chauffage. La régulation du chauffage est classique (régulation proportionnelle - intégrale sur le départ). La chaudière assure le complément du chauffage et la production d'eau chaude pendanl les heures de pointe. Pour la période comprise entre le 28 mare et le 26 septembre 1984, le coefficient de performance moyen global de la pompe à chaleur a été de 2,37 (production d'eau chaude essentiellement) et le prix du m 3 d'eau chaude à 55 C s'est établi à 8,3 F. Les mesures se poursuivent afin de déterminer les performances de l'installation en période de chauffage. Nous avons donc étudié en laboratoire et sur le terrain les performances de plusieurs chauffe-eau thermodynamiques fonctionnant sur l'air extrait. Les essais en laboratoire ont donné les résultats suivants : Mise en fempérafure de l'appareil rempli d'eau froide. En tenant compte de la consommation du ventilateur, et pour un débit d'air extrait à 17 C et 40 % d'humidité relative de 120 m?/h, nous avons mesuré des coelficients de performance compris entre 1,7 et 2,5. Simulation d'un fonctionnement avec soutirages. Avec les mêmes débits d'air, nous avons observé des valeurs nettement plus basses du coefficient de performance comprises entre 1,0 et 1,8 (un chauffe-eau à accumulation a un rendement de 0,75 dans les mêmes conditions d'utilisation). Comparaison avec le chauife-eau à accumujalion. L'installation d'un chaufle-eau thermodynamique à la place d'un chauife-eau à accumulation entraîne un gain compris entre 200 et 400 F par an. Cela est insuffisant pour Fig. J. Installation PERCHE pour le chautlage et la production d'eau chaude sanitaire d'une clinique. 19

19 Clinique de Boissise-Je-Roi : la pompe à chaieui PERCHE. Accumulation de nuit Dans de nombreux bâtiments résidentiels ou tertiaires existants, la préparation de l'eau chaude sanitaire est assurée par un procédé centralisé en asscciation avec le chauffage. En dehors de la saison de chauffage, le rendement de ces procédés est faible, et le recours à une solution électrique plus performante devient intéressant. Cet intérêt s'est renforcé ces dernières années avec la diminution du prix de l'électricité en période tarifaire d'été, et, plus récemment, avec l'apparition de l'option tarifaire E.J.P. La technique la plus utilisée est l'accumulation de nuit. Le montage le plus simple consiste à disposer les ballons à accumulation -txm Départ chauffage fii^trh électriques en série sur l'alimentation en eau froide du préparateur existant, et à insérer un réchauffeur électrique sur le retour de la boucle de distribution pour la maintenir en température (fig. 2). La capacité des ballons doit être calculée de manière à pouvoir couvrir les besoins journaliers maximaux. Quand il n'est pas possible de stocker une quantité suffisante d'eau chaude, ou si on choisit l'option tarifaire EJ.P., d'autres montages peuvent être préférables : ce sont les systèmes à accumulation partielle. m Une première solution consiste à monter une chaudière électrique sur le circuit primaire de l'installation existante. L'eau chaude est donc produite en permanence en fonction des besoins. Le ballon de stockage existant permet de passer des pointes» de consommation d'eau. On peut également réaliser une combinaison des deux montages précédents qui permet d'en réunir les avantages. On limite la taille du stockage et on favorise l'accumulation de nuit. L'expérimentation sur le terrain de ces deux derniers montages a démontré leur bon fonctionnement et a confirmé leur intérêt financier. Le choix entre ces diiférentes sohi- 1 - Chaudière fuel 2 - Préparateur d'e.c.s. existant 3 - Ballon de stockage électrique 4 - Réchauffeur électrique 5 - Vanne 3 voies d'orientation régulée par l'qquastat du préparateur Fia. 2. Eau chaude collective bï-énçrgie - Ballons électriques montés en série. tions se lera en fonction des tarifs utilisés, de la place disponible et de la puissance de Tins lallation existante. Etudes et essais de matériels de commande et de régulation Gestion de l'énergie dans le secteur tertiaire, transmission d'informations par bus spécialisé {étude en collaboration avec le groupe AIRELEC-RAD1AL-BRUNNER) Lorsqu'on aborde le problème de la gestion de l'énergie dans un bâtiment, on ne se préoccupe trop souvent que de l'otgane central de commande. Or la gestion du chauffage implique un dialogue, plus ou moins complexe, entre cet organe central, qui peut être une simple horloge, et des organes terminaux répartis, des convecteurs par exemple. Or, ce sont touojurs les organes terminaux d'un système de chauffage qui en limitent les performances, cette constatation prenant encore plus de poids avec l'avènement de la micro-informatique qui confère aux organes centraux de gestion et de régulation une très grande souplesse d'action. Il importe donc, pour apporter à ce problème une solution satisfaisante, d'incorporer à chaque convecteur un interface de dialogue adapté avec l'organe central. Cet interface devra naturellement être liable et bon marché. Liaison organe central-convecteurs Sur le papier, l'utilisation du réseau électrique du local comme support de la transmission d'informations entre l'organe central de commande et les convecteurs paraît la solution la plus prometteuse. Elle pose cependant encore des problèmes délicats et demande à être perfectionnée. Il n'est donc pas raisonnable de lier le développement d'un système de dialogue entre organes à l'unique utilisation des * courants porteurs». d'autant plus que l'emploi de fils spécialisés n'interdit pas la reconversion ultérieure du matériel pour un fonctionnement sur courants porteurs. La capacité de transmission et la facilité du dialogue militent en faveur d'un bus «parallèle», mais la recherche d'un faible coût d'installation et la compatibilité future avec la transmission par courants porteurs imposent le bus «série». Quelles fonctions pour 7e thermostat «HiteJiigefit»? En plus des fonctions classiques qu'il assure déjà : marche-arrêt, régulation incorporée et affichage local de sa consigne propre, le thermostat de chaque convecteur devra remplir des 20

20 APPLICATIONS DE L'ELECTRICITE fonctions spécifiques au dialogue avec l'organe central de gestion : - adressage ; programmation à distance de la consigne, indépendamment de l'affi chage!ocal ; possibilité de dérogation locale avec signalisation visuelle pour choix individuel déconsigne; - annulation par l'organe central de la dérogation locale ; - limitation à distance du rapport cyclique du thermostat et de sa consigne locale ; arrêt (délestage) à distance du convecteur (signalisation lumineuse imperative; ; retour à l'organe central d'informations comme : le rapport cyclique du thermostat, la température d'air mesurée par la sonde, l'état de la dérogation, l'état d'entrées auxiliaires, etc. Où en est cette étude à fin 1984? On énumérera simplement les étapes franchies cette année : écriture, en collaboration avec la société AIRELEC, du cahier des charges, du «thermostat intelligent» ; - choix après consultation du constructeur du circuit imprimé ; - réalisation avec celui-ci des organigrammes de fonctionnement détaillés ; réalisation du circuit prototype et du logiciel correspondant ; - réalisation des logiciels de test de ces prototypes ; - réalisation du logiciel d'une centrale de programmation et d'un circuit d'adaptation au bus spécialisé en vue d'une installation prochaine aux Renardières. Essais de régulateurs Nous avons poursuivi les essais en laboratoire et sur le terrain des régulateurs mis au point les années précédentes : RACHEL, SAGE et rnca. Ces essais, concluants, ont montré une nouvelle fois qu'il fallait soigner tout particulièrement la qualité de l'alimeniation du microprocesseur dans les dispositifs qui en sont dotés. Ces trois régulateurs sont destinés à des systèmes de chauffage à eau chaude et peuvent commander des installations comportant un ou plu- Essai in situ d'un régulateur pour installation de chauffage bi-énergie. sieurs générateurs mono ou bi-énergie. Us ont fait l'objet d'un dépôt de brevet. Souhaitant les faire fabriquer industriellement, nous avons fait appel à l'équipe PARI du département Valorisation de la Recherche et Propriété Industrielle pour rechercher des constructeurs intéressés. Des consultations sont en cours avec trois sociétés spécialisées dans le matériel de régulalion. Habitat ;Do;.ark?rrK?m A.D.E.) Etudes concernant l'ensemble du secteur Généralisation de l'option E.J.P. La possibilité de choisir l'option tarifaire E.J. 11. (Effacement Jours de Pointe) vient d'être étendue à toute la clientèle L'impact que peut avoir celte décision sur les coûts du chauffage électrique a été analysé. En moyenne, environ 10 % de l'énergie nécessaire au chauffage sont consommés pendant les 400 heures de pointe mobile. En admettent que ces 10 % d'énergie durant les périodes E.J.P. soient fournis par un combustible de substilution coûtant 0,6 F t.t.c./kwh utile, le choix de l'option E.J.P. apporterait par rapport au double tarif «classique» un gain pour le client allant de F t.t.c. par an pour une consommation de kWh et une puissance souscrite de 15kW (C.E.I. ancien >), à moins de F t.tx. par an pour une consommation de kwh et une puissance souscrite de 9 kw (C.E.r. avec un G de 0,6). Notre analyse a mis en évidence deux cas très différents : L'habitat existant (C.E.I. «ancien»> Dans ce secteur qui n'est soumis à aucune réglementation, les occupants rechercheront -n chauffage de substitution bon marché, même s'il ne se met pas automatiquement en route lors du passage en période E.J.P., et qu'il n'est pas très confortable. L'utilisation d'une cheminée ou de radiateurs à gaz mobiles répond au problème avec un temps de retour inférieur à l'année. L'habitai neuf Pour l'habitat neuf, seul un chauffage de substitution à mise en route automatique lors du passage ea période E.J.P- peut être proposé. Nous avons expérimenté deux systèmes : j'e plancher chauffant à eau chaude, chauffé électriquement en période normale et chauiié au gaz propane pendant les pointes. Cette solution a été testée avec la société PHENIX sur un pavillon à deux niveaux. Dans le cas particulier de cette expérimentalicn, il n'a pas élé possible de chauffer correctement l'ensemble de la maison avec le seul plancher du rez-de-chaussée. D'autres expériences sont donc récessaires pour apprécier l'intérêt de cette solution ; Je convecteur mixte électricité-gaz modulable. Un prototype de la société AUER a été essayé en enceinte climatique. Les performances sont satisfaisantes dans les deux modes de fonctionnement, mais le prix, pose comprise, risque de dépasser la limite compatible avec un temps de retour de cinq à six ans. Un essai sur le terrain aura lieu en Il est donc prématuré de tirer de ces expériences des conclusions sur l'intérêt de tels systèmes dans l'habitat neuf, et l'on doit considérer que le CE.L classique demeure la solution de référence tant pour le client que pour la collectivité. Chauffage par pompe à chaleur Un nouveau matériel pour PERCHE A la demande du SEPAC, nous avons essayé un nouveau produit de la S.G.F. destiné à l'habitat neuf et composé d'une pompe à chaleur CHAPPEE air extérieur-eau classique, d'une chaudière au fioul originale de faible puissance (14 kw) équipée d'un brûleur à coupelle rotative, et d'un boîtier électronique assurant la régulation de l'ensemble. Les essais ont montré un bon rendement de la chaudière (88 %) au point Essai au climation d'une pompe à chaleur air extérieur eau de 2,5 kv. 21