Réalisation de maquettes des systèmes de détection incendie du Centre Spatial Guyanais

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1 Insa de Strasbourg Spécialité Génie Electrique - Systèmes Projet de fin d études 04 Février Juin 2013 RMT Guyane Z.I. Paricabo B.P KOUROU Cedex Tuteur entreprise: Mr. Cimonard Tuteur école : Mr. Smigiel Réalisation de maquettes des systèmes de détection incendie du Centre Spatial Guyanais Jimmy OTTER GE5S

2 Remerciements Au terme de ces 20 semaines au Centre Spatial Guyanais, je tiens à remercier chaleureusement toutes les personnes qui m ont permis d effectuer mon projet de fin d études dans les meilleures conditions requises ainsi que celles qui ont su m accompagner et me conseiller afin de mener à bien ce projet, en particulier : - Monsieur HOLDER, directeur de l entreprise Aéronautique - Spatial - Transport. - Monsieur PETITDEMANGE, responsable d exploitation maintenance A.S.T. - Monsieur DELLER, responsable RMT spatial, pour m avoir donner la chance d effectuer mon projet de fin d études en Guyane. - Monsieur Cimonard, responsable technique permanent de l équipe sécurité, sûreté, protection et mon tuteur de stage, pour son encadrement et ses conseils. - Les autres membres de l équipe sécurité - sûreté - protection et plus particulièrement Denis Eydaleine, Eric Vallas, Fabien Behra, Cédric Laffay, Cédric Simon, Michel Michalon et Christophe Schutz pour l aide apportée tout au long du projet. Jimmy OTTER GE5S 2

3 Fiche d objectifs Les objectifs de ce projet sont nombreux mais précis étant donné le caractère technique du travail. Si l on considère les objectifs liés à la réalisation du projet, ils sont les suivants : Prise en main de la centrale de détection incendie SIEMENS FC20 au travers de petits exemples imposés par un responsable d équipe. Câblage et programmation complète de la première centrale. Réalisation de fiches de procédures à destination du personnel de maintenance. Prise en main et remise en état d une seconde centrale de détection incendie (technologie plus ancienne). Edition de fiches de procédures liées à cette technologie de centrale. Développement de la supervision des deux centrales de détection incendie. L objectif final de ce projet est double, avoir une maquette complète du système de détection incendie de la base spatiale à des fins de tests et de formation du personnel ainsi que d avoir des procédures de maintenance dont le rôle est décrit plus tard. Jimmy OTTER GE5S 3

4 Résumé condensé Résumé français : Ce projet de fin d études, réalisé au sein de la société RMT GmbH, dans l agence RMT Guyane sur le Centre Spatial Guyanais consiste en la mise en service de deux centrales de détection incendie. Ces deux centrales fonctionnent chacune avec une maquette composée des différentes technologies de détecteurs incendie que l on trouve sur la base spatiale. Ces maquettes ont pour rôles de permettre une formation du personnel sur les systèmes de détection incendie mais aussi de pouvoir effectuer des modifications avant qu elles ne soient appliquées sur le site de façon opérationnelle. Le système de supervision de l état des centrales et de leurs éléments est à modifier afin que le système puisse prendre en compte l ajout de ces deux nouvelles centrales de détection. Le développement de la supervision a les mêmes objectifs que celui de la mise en service des centrales. English abstract : I have carried out my Final Major Project in the German company named RMT GmbH and more precisely in its branch located in French Guiana on the Centre Spatial Guyanais. This project involves commissioning two fire detection and alarm systems. These two equipments run with models composed of different sensor technologies used in the space base. These models are designed to allow staff training on the fire detection systems but also to make changes before they are properly incorporated on the real equipment. The supervision controls the system state and their elements. To integrate both of the designed systems, this supervision program needs to be modified and adapted. The supervision designed has the same goals as the start up of the fire detection systems. Jimmy OTTER GE5S 4

5 Table des matières Remerciements 2 Fiche d objectifs 3 Résumé condensé 4 1 Introduction 9 2 Présentation de Clemessy - RMT Activités du groupe Historique RMT Guyane, établissement de la RMT Industrie und Elektrotechnik GmbH Présentation du Centre Spatial Guyanais Le site de Kourou Les différents lanceurs Les infrastructures sol Sécurité incendie - Mise en service des centrales de détection Le chantier REDI Intitulé attribué au marché Description succincte du marché Cahier des charges Types et technologies des capteurs en place sur le Centre Spatial Guyanais Les détecteurs autonomes Les déclencheurs manuels Les technologies de détection incendie Collectif Adress Interactif Sinteso Etude technique de la centrale SIEMENS FC FC FC Programmation de la centrale SIEMENS FC Onglet Physique Onglet Détection Onglet commande Etude technique de la centrale SIEMENS CC Jimmy OTTER GE5S 5

6 4.7.1 Fonctionnement général d une centrale CC11xx Carte Sinteso E3M Carte interactive E3M Carte Adress+ E3M Carte collective E3M Programmation de la centrale SIEMENS CC CC11 : Unité centrale CT11 : Carte terminal CK11 : Carte de communication Gateway Sécurité incendie - Mise en service de la supervision des centrales Réseau informatique lié à la supervision de la centrale FC Adresses IP et masques de sous-réseau Interface de communication via le frontal FCF-XP Réalisation de la supervision de la centrale FC Vue principale Vue du centre technique Synthèse de la détection incendie de la maquette FC Connexion de la centrale de détection CC11 à la supervision Syncer Réalisation de la supervision de la centrale CC Rédaction des procédures et fiches réflexes Procédures Fiches réflexes Conclusion 61 Bibliographie 62

7 Table des figures Présentation de Clemessy - RMT Logo du groupe Clemessy Présentation du Centre Spatial Guyanais Localisation géographique de la Guyane française Lanceur Ariane Lanceur Soyouz Lanceur Vega Infrastructures sol Sécurité incendie - Mise en service des centrales de détection Domaine d application des détecteurs S-Line et C-Line Traitement de signal des détecteurs C-Line Traitement de signal des détecteurs S-Line Capteurs de fumée et capteurs de chaleur Détecteur de flamme Principe de fonctionnement du détecteur de fumée linéaire Déclencheur manuel ou bris de glace Schéma d une ligne collective Construction d un détecteur interactif Centrale de détection incendie FC Face avant des centrales de types FC20xx Centrale de détection incendie FC Exemple de câblage d une ligne de détection incendie Câblage de la centrale FC Onglets du logiciel de programmation pour centrale de type FC Arborescence imagée de l onglet physique Arborescence réelle de l onglet physique Arborescence imagée de l onglet détection LED présentes sur la face avant de la maquette Tableau de causes et effets de l onglet commande Arborescence de l onglet commande Schéma global d une centrale CC11xx Carte Sinteso E3M Schéma de raccordement de la carte Sinteso E3M Schéma de raccordement de la carte interactive E3M Jimmy OTTER GE5S 7

8 4.26 Schéma de raccordement de la carte interactive E3M Schéma de raccordement de la carte collective E3M Câblage de la centrale CC Page d accueil du logiciel AlgoWork EP7F Arborescence logique de la maquette Arborescence de la maquette Sécurité incendie - Mise en service de la supervision des centrales Réseau informatique de la supervision de la centrale FC Présentation d une variable Illustration du réseau informatique pour la supervision des centrales FC Vue principale Affichage de l état de la centrale Groupe d alarme Synoptique partiel du centre technique Affichage des indications visuelles Synthèse détection incendie FC Synthèse animation des zones Informations sur la partie matérielle de la centrale Evènements de la centrale Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos lors d un dérangement secteur Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos lors d une alarme feu Plan de la maquette Phobos avec les détecteurs présents Couleur des détecteurs en fonction des états Détecteur du local archive en dérangement Commande de la zone et du détecteur Commande de la zone et du détecteur lors d une alarme feu Commande de la zone et du détecteur lors d une alarme feu Illustration du réseau informatique pour la supervision des centrales CC Synthèse de sections CC Description d une variable de centrale CC Description des zones de la centrale CC Description des éléments de la centrale CC Rédaction des procédures et fiches réflexes 60

9 Chapitre 1 Introduction Le projet de fin d études (PFE) est une étape obligatoire dans le programme des études où les étudiants ingénieurs de l INSA de Strasbourg doivent réaliser une période en entreprise leur permettant d avoir une première expérience significative en tant que jeune ingénieur. Mon projet de fin d étude a été effectué au sein de l entreprise RMT GmbH sur le Centre Spatial Guyanais. C est dans l équipe en charge de la maintenance des systèmes liés à la sécurité et la sûreté de protection que j ai été affecté. Ces systèmes comprennent entre autre la surveillance vidéo, le contrôle d accès et la détection incendie. C est dans ce dernier domaine que mon projet s est déroulé. Un appel d offre du Centre National d Etudes Spatiales (CNES) concernant l installation de nouvelles centrales de détection incendie ainsi que la mise à jour du système de supervision à été remporté par RMT GmbH. C est ce contrat (REDI2) qui est à l origine du projet de fin d études qui m a été proposé. La technologie de centrale installée étant nouvelle, l équipe dirigeante a estimée que la réalisation d une maquette du système présent sur le site serait judicieuse à des fins de formation du personnel de maintenance ainsi que pour tester certaines configurations sur la maquette réalisée avant de les mettre en place sur le site de façon opérationnelle. La réalisation de cette maquette complète du système de détection incendie a donc pour but de faire baisser le taux de défaillance du système. La réalisation d un tel système nécessite des connaissances générales du Génie Electrique avec des notions d électricité, de programmation mais aussi de réseau informatique sans oublier un esprit de synthèse indispensable au bon déroulement d un projet. En plus de réaliser une maquette du nouveau système de détection incendie, il est souhaitable qu une seconde maquette soit également réalisée. Celle-ci aura pour élément centrale une ancienne technologie de centrale de détection incendie mais toujours très présente sur le Centre Spatial Guyanais. La finalité du projet est d obtenir un système complet représentant l ensemble des installations de détection incendie présent sur la base spatiale. Jimmy OTTER GE5S 9

10 Chapitre 2 Présentation de Clemessy - RMT 2.1 Activités du groupe Clemessy est une S.A 1 française spécialisée dans l ingénierie et la mise en oeuvre d installations techniques auprès de l industrie et tout particulièrement le génie électrique, l automatisation et les systèmes mécanisés. La société comprend de nombreux coeurs de métiers permettant à ses clients de mener à bien leurs projets à travers de la mesure, de l optimisation et de la maintenance. Les techniques de la mesure font références à des besoins de diagnostic, de surveillance et d essais avec des services comme l acquisition de données, la surveillance, le contrôle et les systèmes d essais et de simulation. L optimisation des processus permet d atteindre les objectifs des clients en matière de construction/investissement, d adaptation/rénovation et exploitation/production. Enfin, le service maintenance assure le MCO 2 des installations au niveau des infrastructures ou des process. Clemessy possède des marchés aussi bien en France qu à l étranger avec ses nombreuses filiales, chacune ayant une compétence particulière. La société s est fortement diversifiée et a misée sur l export dès 1965 avec le début du partenariat avec le CNES en Guyane. L entreprise AST intervient principalement sur trois axes : l Aéronautique, le Spatial et les Infrastructures de Transport tant dans le secteur civil que militaire. Elle est l entreprise du groupe responsable d une partie des contrats avec le CNES. Elle y décline les trois métiers principaux du groupe, à savoir, la Mesure, l Optimisation et la Maintenance. Elle réalise environ 65 M euros de chiffre d affaire avec un effectif de 430 personnes. AST est composée de trois départements qui sont ISA 3, ISE 4 et MEX Société anonyme 2. Maintien en Conditions Opérationnelles 3. Intégrateur Systèmes Automation 4. Intégrateur Systèmes Electriques 5. Maintenance et Exploitation Figure 2.1 Logo du groupe Clemessy Jimmy OTTER GE5S 10

11 2.2 Historique 1900 : Eugène Clemessy transforme, durant ses loisirs, un vieux moulin en centrale électrique qui alimentera plusieurs communes : La petite entreprise se tourne vers le marché industriel en créant un atelier de réparation de moteurs électriques : L entreprise débute l export (Cameroun, Tchad, Guinée, Gabon, Pakistan, URSS) et débute un partenariat avec le CNES en Guyane, où Clemessy participe aux installations de Kourou : Participation au programme nucléaire français : Création de la RMT GmbH : Clemessy entre dans le club très fermé des prestataires de hautes technologies pour lanceur Ariane. Le CNES lui confie l informatique industrielle du contrôle-commande du remplissage de la fusée Arianne et de la séquence synchronisée du compte à rebours : Dalkia, filiale du groupe Véolia et acteur majeur de la gestion de l énergie, devient actionnaire principal du groupe Clemessy : Clemessy change d actionnaire principal : Véolia à cédé le contrôle du capital de Clemessy SA à Eiffage, 8ème groupe européen de la construction et des concessions. 2.3 RMT Guyane, établissement de la RMT Industrie und Elektrotechnik GmbH Depuis sa création en 1976, RMT a su parfaire ses connaissances des techniques les plus évoluées, tout en maîtrisant les techniques traditionnelles et devenir ainsi un partenaire à service complet. Depuis son siège à Kehl, elle accompagne les grands projets d infrastructures à l export et notamment en Afrique. Elle intervient ainsi dans les programmes de développement énergétique ou de traitement de l eau. L investissement de la RMT dans le secteur spatial trouve son origine dans le développement des activités du groupe Clemessy dans ce domaine. Elle apport la réponse à la stratégie du groupe Clemessy pour développer les parts de marché sur l axe Aéronautique et Spatial. L engagement de la RMT s est accentué avec la création de l établissement RMT Guyane en 1997, permettant de soutenir et d élargir ses activités sur le CSG 6. L expérience acquise par la RMT lui permet aujourd hui de répondre aux exigences des contrats de maintenance sur le CSG ainsi qu aux projets et travaux neufs sur le marché Aéronautique et Spatial. Ainsi, RMT est aujourd hui titulaire du marché CI-SSP (maintenance des Systèmes Sûreté Protection au CSG) et partenaire au sein du marché CI-FM (Facility Management) pour le domaine Energie. 6. Centre Spatial Guyanais Jimmy OTTER GE5S 11

12 Chapitre 3 Présentation du Centre Spatial Guyanais 3.1 Le site de Kourou L aventure spatiale de la France à débutée en 1953, lorsque les premières fusées-sondes Véronique furent lancées de Hammaguir dans le Sahara Algérien. Mais, en 1962, lorsque l Algérie acquit son indépendance, la France dut se mettre en quête d un autre site. Parmi les quatorze sites recensés par le CNES (les îles : Madagascar, Seychelles, Ceylan... et les territoires continentaux : Mauritanie, Somalie, Australie, Guyane, Nord du Brésil...), la Guyane Française est ressortie nettement en tête du classement car elle possède de nombreux avantages tels que : - Une grande ouverture d axes de lancement au-dessus de l océan Atlantique, grâce à sa côte orientée Nord-Est/Sud-Est, tout en assurant un minimum de risques pour les populations et biens alentours. Cette large ouverture sur l océan permet de lancer des fusées vers le Nord et vers l Est. - Situation géographique proche de l équateur (5,3 Nord) permettant de bénéficier au maximum de l effet de fronde généré par la rotation terrestre, facilitant ainsi la mise en orbite des satellites géostationnaires. - Faible densité de population de la Guyane. Autrefois avoisinant les habitants, elle s élève aujourd hui à plus de , ce qui reste faible pour une superficie environ égale à un quart de la France métropolitaine. - Situation en dehors des zones à risques de cyclones, secousses sismiques et raz de marée. De plus, la Guyane possédait déjà en 1964 une infrastructure relativement simple à adapter aux besoins d une base spatiale (routes, aérodromes, ports, télécommunications,...). Jimmy OTTER GE5S 12

13 Figure 3.1 Localisation géographique de la Guyane française 3.2 Les différents lanceurs Le premier tir a été réalisé le 9 Avril 1968 avec la fusée Véronique. La France partage le site avec l ESA 1 dès sa création en 1973 ce qui permet une plus grande modernisation des infrastructures et le développement du lanceur Ariane. Aujourd hui, Arianespace commercialise trois lanceurs au départ du CSG : Le lanceur européen Ariane 5 d une capacité d envoie de 10,2 t en orbite GTO et 20 t en orbite basse. Ce lanceur est composé d un étage principal cryotechnique, de deux propulseurs d appoint et d un étage supérieur. Sa masse au décollage est comprise entre 750 et 780 tonnes avec une poussée de 200 à 1300 tonnes. Le lanceur met 130 secondes pour brûler les 237 tonnes de poudre de chaque propulseur et le moteur Vulcain possède une puissance équivalente à une centrale atomique. Figure 3.2 Lanceur Ariane 5 1. European Space Agency Jimmy OTTER GE5S 13

14 Le lanceur russe Soyouz d une capacité d envoi de 4,9t en orbite GTO. Le lanceur actuel est composé de quatre étages : les propulseurs (1er étage), le corps principal (2ème étage), le 3ème étage et l étage supérieur réallumable Fregat (4ème étage). Dans sa version ST, le lanceur mesure 46,1 m pour 305 tonnes. Soyouz est à l origine du premier homme dans l espace et peut fièrement afficher 1800 lancements au cours de ces 50 dernières années. Figure 3.3 Lanceur Soyouz Le lanceur italien Vega d une capacité d envoi de 1,5t à 700 km d altitude. Vega est un lanceur monocorps composé de 3 étages à propergol solide pour la phase propulsive. L AVUM constitue le 4ème étage, à ergols liquides et réallumable ; module manoeuvrable, il permet l injection de la charge utile sur une orbite précise. Figure 3.4 Lanceur Vega Ainsi Arianespace couvre l ensemble du marché des vols commerciaux. La couverture de toutes les gammes de satellites commerciaux couplée avec la très grande fiabilité du lanceur européen Ariane qui à fêté ses 50 lancements consécutifs réussis font d Arianespace le numéro un du transport spatial avec plus de 50% de part de marché sur les vols à destination des orbites géostationnaires. Jimmy OTTER GE5S 14

15 Le lanceur Ariane 5 est donc très fiable. Cependant le développement du moteur Vulcain II, qui propulse actuellement l EPC 2 de la version ECA, a été plus onéreux que prévu. De plus, Ariane 5 étant initialement prévue pour propulser une navette, est très lourde. Elle mesure 60m et pèse plus de 750t au décollage. Il en résulte qu Ariane 5 est obligé de propulser 2 satellites par vol afin d être rentable. Le conseil interministériel de l ESA a donné son accord en novembre 2012 pour le développement d un nouveau moteur qui pourrait s adapter sur un nouveau lanceur européen plus léger. 3.3 Les infrastructures sol Afin d apporter le support au sol à Arianespace, le CSG s étend sur 650 km 2. La base spatiale, dénommée Port Spatial de l Europe, rassemble environ 1600 personnes travaillant sur le site. Le CNES a divisé le CSG en différentes zones : Figure 3.5 Infrastructures sol - Le CT 3 qui comprend les services administratifs, informatiques, sécurité-sauvegarde et fiabilité-qualité. - Les Ensembles de Lancement Ariane (ELA). Ils sont au nombre de trois actuellement, ELA1 pour 2. Etage à Propulsion Cryogénique 3. Centre Technique Jimmy OTTER GE5S 15

16 les fusées Ariane 1, 2 et 3 ; ELA2 pour les fusées de types Ariane 4 et ELA3 pour celles de type Ariane 5. L ensemble de lancement Ariane n 3 (ELA3) dédié à Ariane 5 est conçu pour permettre le déroulement d une campagne de lancement. L ELA 3 comporte les installations nécessaires à toutes les étapes d une campagne, depuis le déstockage, l intégration du lanceur, jusqu au décollage et à la reconfiguration des installations. Un lanceur peut être érigé, assemblé et contrôlé dans la zone de préparation du Bâtiment d Intégration Lanceur (BIL), alors qu un autre est en phase de préparation finale et de mise en place des charges utiles au Bâtiment d Assemblage Final (BAF). L ELA 3 comporte quatre sites principaux : Le Bâtiment d Intégration Lanceur (BIL) Ce bâtiment représente un volume climatisé de m 3 et d une hauteur de 58 mètres. Il comprend un hall de déstockage et d érection où sont déconditionnés et préparés l EPC, l EPS 4, la case à équipements et d un dock d intégration où sont assemblés les différents éléments du lanceur sur la table (à l exception des charges utiles). Le Bâtiment d Assemblage Final (BAF) Le BAF permet d effectuer l encapsulation de la charge utile, la pose du composite contenant le(s) satellite(s) sur le lanceur et le remplissage des réservoirs de l EPS. La Zone de Lancement (ZL) La ZL 3 sert à la partie finale de la chronologie qui dure 8 heures. Cette période permet d effectuer le remplissage des réservoirs de l EPC. Elle permet également d assurer le déroulement de la séquence d allumage du moteur Vulcain et, finalement, le lancement d Ariane 5. Le Centre De Lancement n 3 (CDL 3) Il assure les fonctions de contrôle, de coordination, de mise en oeuvre opérationnelle et de sécurité tout au long de la campagne de lancement. Ce bâtiment est situé à 3 km de la ZL 3 et comporte une enceinte protégée de m 2 pouvant résister à la retombée d éléments du lanceur. Cette enceinte est équipée de deux salle de contrôle autonomes, d une salle de contrôle/commande dédiée aux servitudes et de trois locaux charges utiles (satellites). - Enfin, on pourra citer les Ensemble de lancement des lanceurs Vega (Italien) et Soyouz (Russe). 4. Etage à Propergols Sockables Jimmy OTTER GE5S 16

17 Chapitre 4 Sécurité incendie - Mise en service des centrales de détection 4.1 Le chantier REDI Intitulé attribué au marché Réalisation du remplacement des installations de détection incendie du Centre Spatial Guyanais (REDI2) [1] Description succincte du marché L objet de l appel d offres est de sélectionner le maître d oeuvre industriel pour la réalisation du renouvellement d une partie des installations incendie du Centre Spatial Guyanais, des ELA (Ensemble de Lancement Ariane) et de la zone propulseurs Ariane 5. Les installations de détection incendie du CSG couvrent environ 90 bâtiments. Elles s appuient sur 3700 détecteurs rapatriés sur une cinquantaine de centrale détection incendie dont la supervision est assurée par un superviseur appelé Syncer. Cette supervision est redondée, via des informations de synthèse de type alarme feu / dérangement, par 2 centrales de détection incendie appelées Centrale de synthèses CSCT et Centrale de synthèse CSA. Les installations de détection incendie à réaliser dans le cadre de cette affaire baptisée REDI2 pour replacement détection incendie tranche 2 sont à considérer comme une extension de l existant au niveau de la supervision générale. Leur exploitation sera assurée par le service protection incendie (SDP/SI) du CSG à partir des Centres de secours du centre technique (CS/CT) et des ELA (CSA). En complément des sites concernés, cette affaire englobe la migration du système Syncer de Windows 98 à Windows XP. Cette affaire REDI2 a pour but pour les bâtiments concernés : - D étudier les installation de détection incendie - De remplacer les équipements de détection incendie (DI) obsolètes. - De raccorder tous ces équipements au système de supervision des équipements de sécurité incendie appelé Syncer XP. - De valider et de qualifier techniquement l ensemble de ces nouvelles installations y compris la prise en compte sur le système Syncer XP. Jimmy OTTER GE5S 17

18 4.2 Cahier des charges Dans le cadre du chantier REDI2, Clemessy à fait sous-traiter une partie du travail à Siemens. Siemens étant en charge des programmations des systèmes de détection incendie. Suite à ce chantier, la maintenance du système de détection incendie à été confiée à RMT via le contrat CI-SSP. 1 Besoins de l entreprise : RMT a besoin d une maquette du système de détection incendie comprenant la nouvelle centrale SIE- MENS FC2060. Cette maquette sera utilisée à des fins de formation et de prévention dans le cas où un équipement devrait être remplacé, ajouté ou supprimé avant d effectuer ces mises à jour en situation réelle. De plus, la société a besoin d un système de supervision liée à cette maquette permettant la surveillance de l état de la centrale. Enfin, suite au changement de système, de nouvelles fiches de procédures doivent être rédigées pour l ensemble des centrales sur le site. Ce sont, grâce à ces procédures que les opérations de maintenance préventives peuvent être réalisées. Etant donné la forte implémentation des centrales de détection incendie de technologie antérieure (SIE- MENS CC11) RMT désire également la remise en état de fonctionnement d une seconde maquette avec ce type de centrale. Travail demandé : Le travail demandé consiste à réaliser la maquette du système de détection incendie (implantation des éléments, câblage et programmation de la centrale) et de s assurer de son bon fonctionnement. C est à partir de la réalisation de cette maquette que seront également rédigées de nouvelles fiches de procédures nécessaires au personnel lors des vérifications annuelles du bon fonctionnement des centrales et des détecteurs incendie. Dans un second temps le système de supervision sera à réaliser, il d agit en réalité de modifier le système existant afin qu il puisse surveiller l état des centrales montées lors de ce projet. Enfin, il est demandé de remettre en état de marche la maquette CC11 (ancienne technologie encore présente sur le site), centrales qui représentent environ 50% du parc des systèmes de détection incendie sur le CSG et de réaliser la supervision de cette technologie de centrale. Il n y a pas de contraintes sur le nombre de détecteurs présents sur la maquette mais les technologies des détecteurs utilisés doivent représenter au mieux ceux présents sur le site. L intitulé du projet est le suivant : Réalisation de maquettes de systèmes de détection incendie comprenant une centrale SIEMENS FC2060, une centrale SIEMENS CC11 et divers détecteurs d incendie et mise en place de la supervision des centrales. 1. Contrat Industriel - Sécurité, Sûreté de protection Jimmy OTTER GE5S 18

19 4.3 Types et technologies des capteurs en place sur le Centre Spatial Guyanais Les détecteurs autonomes Concernant les détecteurs, il y a deux gammes de produits : S-Line et C-Line [2]. Ils diffèrent suivant les différentes variantes et fonctionnalités des détecteurs. Le domaine d application des détecteurs S-Line est plus grand que celui des détecteurs C-Line comme le montre la figure 4.1. Figure 4.1 Domaine d application des détecteurs S-Line et C-Line Les détecteurs S-Line sont adaptés aux applications où beaucoup de phénomènes perturbateurs sont prévisibles et là où une détection d incendie rapide est requise. Les détecteurs C-Line sont adaptés aux applications où peu de phénomènes perturbateurs sont prévisibles. C-Line Les détecteurs C-Line sont caractérisés par une fiabilité de détection très élevée combinée avec une immunité élevée aux phénomènes perturbateurs. Les détecteurs ont des jeux de paramètres, permettant une adaptation à l environnement de l installation. La figure 4.2 montre schématiquement le traitement du signal des détecteurs C-Line. Jimmy OTTER GE5S 19

20 Figure 4.2 Traitement de signal des détecteurs C-Line Les signaux reçus par la technologie du capteur sont transmis à l algorithme. L algorithme analyse et évalue le cours des signaux (intensité du signal, taux d élévation et fluctuation). En choisissant le jeu de paramètres, les algorithmes sont réglés et le détecteur est adapté aux types d incendie et influences environnementales prévisibles. S-Line Contrairement aux détecteurs C-Line, les détecteurs S-Line possèdent les fonctions suivantes : - Influence dynamique sur les jeux de paramètres - Reconnaissance de forme - Interprétation en temps réel de la situation - Commutation programmée des jeux de paramètres Le traitement du signal des détecteurs S-Line est basé sur un algorithme de deuxième génération permettant une adaptation optimale du comportement des détecteurs aux conditions environnementales. Sur la figure 4.3, on peut remarquer que l algorithme prend cette fois ci en compte l environnement extérieur. Jimmy OTTER GE5S 20

21 Figure 4.3 Traitement de signal des détecteurs S-Line Les différents types de capteurs de fumée et de température [3] Détecteur de flamme Figure 4.4 Capteurs de fumée et capteurs de chaleur Les détecteurs de flammes [4] sont utilisés dans les locaux hautement inflammables comme par exemple les locaux de stockage de carburant ou de risque de combustion chimique comme c est le cas au CSG dans de nombreux bâtiments. La diffusion de fumée pouvant être négligeable dans certaines situations, il est donc nécessaire de mettre en place des détecteurs de flamme. Jimmy OTTER GE5S 21

22 Figure 4.5 Détecteur de flamme Détecteur de fumée linéaire Ce type de détecteur est utilisé dans les grands hangars [5] afin d éviter de mettre trop de capteurs à détection de fumée dans un même local. Ce dispositif permet de détecter un début d incendie (où de la fumée est présente) grâce au procédé de réflexion de la lumière comme l illustre la figure 4.6. Figure 4.6 Principe de fonctionnement du détecteur de fumée linéaire L inconvénient de ce système est que les obstacles peuvent bloquer la diffusion de la lumière. De plus, l efficacité de ce dispositif est limitée en terme de fiabilité à cause des rayons du soleil pouvant perturber le bon fonctionnement de cette technologie de capteur Les déclencheurs manuels Le déclencheur manuel (aussi appelé bris de glace) [6] est un dispositif utilisé (et obligatoire d après certaines normes) dans tout type de bâtiment où une évacuation est nécessaire en cas d incendie. Ce dispositif peut être bien plus efficace que tous les capteurs existants car le seuil de déclenchement est la décision de l Homme. Si un début de feu est observé par un individu, celui-ci va déclencher l alerte grâce au déclencheur manuel le plus proche. Or, dans cette situation, les capteurs à détection incendie automatique peuvent prendre bien plus de temps qu une détection manuelle. Ces déclencheurs sont mis en place à proximité de toute les sorties des bâtiments. Jimmy OTTER GE5S 22

23 Figure 4.7 Déclencheur manuel ou bris de glace 4.4 Les technologies de détection incendie Collectif Ces capteurs fonctionnent de manière très limitée sur une ligne de détection incendie. Lorsqu une tête de détection incendie (DI) est en alerte, la centrale reconnait que l une des têtes est en alarme feu mais ne peut pas localiser le capteur en alarme. Si la ligne est trop grande, les services de secours en charge de retrouver l origine de l incendie verront leur efficacité largement diminuée. Ces lignes sont généralement utilisées sur de petites sections du site ou dans les couloirs afin d éviter les catastrophes. Elles sont par ailleurs, de moins en moins utilisées. La réalisation de cette ligne ne nécessite aucun rebouclage de la ligne. Un élément terminal (diode ou résistance) se fixe en fin de ligne pour délimiter la fin de cette dernière comme le montre la figure 4.8. Figure 4.8 Schéma d une ligne collective Adress+ La ligne Adress+, contrairement à la ligne collective peut localiser le capteur en alarme, la ligne Adress+ permet cette localisation grâce au précédé suivant : dans le cas où une tête est en feu sur la ligne, la centrale émet un signal de cycle normal sur la ligne pour confirmer qu une tête est en alarme feu. Pour localiser la tête, elle émet à nouveau un signal à partir de l autre extrémité de la ligne. En comparant avec la précédente mesure, la centrale est en mesure de localiser la tête DI en feu. Jimmy OTTER GE5S 23

24 Cette technologie de capteur nécessite un calcul assez important de la centrale afin de pouvoir localiser le début de l incendie sur la ligne. Ce système a donc un temps de réponse non négligeable Interactif La ligne interactive est adressable tout comme la ligne Adress+ mais la différence entre ces deux technologies est que les capteurs de ligne interactive disposent d un système plus perfectionné afin de localiser la présence d un feu. Tous les capteurs ont un numéro sur la ligne et chaque tête DI dispose d un micro-processeur et d une mémoire EPROM. Il est donc plus rapide pour la centrale de localiser un feu. A chaque demande de la centrale, le micro-processeur de chaque tête DI répond en communiquant son numéro et son état Sinteso Figure 4.9 Construction d un détecteur interactif La ligne Sinteso est un dispositif intelligent pour la détection incendie, ces détecteurs contiennent un micro-processeur intégré avec une mémoire, à l identique de la technologie interactive. Les avantages des capteurs Sinteso sont leur facilité de programmation, une fiabilité accrue et une rapidité d exécution. Ce dispositif de ligne est de plus en plus utilisé sur le site du Centre Spatial. Dans le cadre du contrat REDI2, le remplacement des centrales par des centrales de nouvelles génération SIEMENS FC20 impose l utilisation de ce type de capteurs. 4.5 Etude technique de la centrale SIEMENS FC20 La centrale FC20 est un Equipement de Contrôle et de Signalisation (ECS) [7] pouvant être assimilé à une boite noire sur laquelle viennent se raccorder les bus de détections Sinteso. Chaque boitier est constitué d un terminal permettant à l exploitant de disposer localement d une interface homme-machine. Nous le verrons plus tard, ces tableaux de détection sont raccordés vers le superviseur Syncer par une communication de type TCP/IP permettant de véhiculer les télégrammes relatifs aux événements de détection incendie. Sur le Centre Spatial Guyanais, deux gammes d ECS de type FC20 ont été retenus. Jimmy OTTER GE5S 24

25 4.5.1 FC2020 Cette centrale est équipée de deux bus de détection adressable, permettant de raccorder les nouveaux bus de détection des bâtiments. Le système est architecturé autour de la centrale FC2020 pouvant accueillir un nombre maximum de 252 appareils de détection. Elle est constituée de base : Figure 4.10 Centrale de détection incendie FC D une carte FCI2002 permettant le raccordement et la gestion de deux circuits de détection pouvant recevoir 126 appareils Sinteso chacun. - D une carte microprocesseur FCM2001 placée au dos du terminal d exploitation FTI D un bloc d alimentation PF2001 (70W). - De deux batteries 12V/24Ah pour une autonomie minimale de 12 heures en veille. - Sur la carte FCM2001, un port Ethernet, communiquant vers le système de supervision SYNCER. Jimmy OTTER GE5S 25

26 Figure 4.11 Face avant des centrales de types FC20xx FC2060 Cette centrale est équipée pour le CSG de 12 bus de détection adressable permettant de raccorder les nouveaux bus de détection des bâtiments plus importants. Le système est architecturé autour de la centrale FC2060 pouvant accueillir un nombre maximum de 1024 appareils de détection. Figure 4.12 Centrale de détection incendie FC2060 En plus des équipements présents sur la centrale FC2020, la FC2060 dispose : Jimmy OTTER GE5S 26

27 - D un compartiment CARD CAGE à 5 emplacements (cet équipement permet d étendre le nombre maximum de circuits de détection). - De cartes supplémentaires FCL2001-A1 de 4 lignes Sinteso pour insertion dans le CARD CAGE. Enfin, la carte FCI2004 permet, contrairement à celle présente sur la centrale FC2020 de raccorder 4 circuits de détection (contre seulement 2 pour la centrale FC2020). Une ligne de détection incendie Sinteso se présente de la façon suivante (figure 4.13) : Figure 4.13 Exemple de câblage d une ligne de détection incendie On observe bien sur cette figure qu une ligne est composée d un aller et d un retour, pour chaque direction la présence d une tension est nécessaire d où 2 fils pour l aller et idem pour le retour. Cette tension est de l ordre de 30 V continu pour ce type de centrale. La figure 4.14 illustre le câblage de la centrale FC20. Jimmy OTTER GE5S 27

28 Figure 4.14 Câblage de la centrale FC Programmation de la centrale SIEMENS FC20 Le logiciel de programmation pour centrale de type FC20 se nomme FXS2002. Ce logiciel se présente de la façon suivante : 6 onglets permettant de programmer et contrôler l ensemble de la centrale de détection incendie. Ne seront détaillés que les onglets dans lesquels des opérations ont été effectués. Figure 4.15 Onglets du logiciel de programmation pour centrale de type FC Onglet Physique Dans l onglet Physique, les composants de la centrale et les appareils périphériques sont représentés. Les composants sont automatiquement lus grâce à une commande de la centrale. L arborescence de l onglet physique se présente de la façon suivante (figure 4.16) : Jimmy OTTER GE5S 28

29 Figure 4.16 Arborescence imagée de l onglet physique La maquette mise en service peut être considérée comme étant une affaire. Cette affaire comporte dans notre cas une seule centrale de détection incendie de type FC20. La centrale FC2060 se compose entre autre d une carte périphérique FCI2004-A1 constituée elle-même de deux cartes de lignes pour le raccordement de 4 boucles de détecteurs incendie. Ce sont sur ces quatre lignes que sont raccordés les appareils physiques comme l illustre la figure Cette structure physique est imposée par le câblage de la centrale. Au sein du logiciel, l arborescence physique est représentée comme sur la figure On observe alors que la structure physique est bien identique à la représentation précédente. Jimmy OTTER GE5S 29

30 Figure 4.17 Arborescence réelle de l onglet physique Onglet Détection L onglet Détection permet de situer logiquement les appareils présents. En effet, on peu facilement imaginer qu un site industriel peut être composé d une ou plusieurs section(s) qui pourront représenter par exemple les étages de ce site et que chaque section sera composée d une ou plusieurs zone(s) représentant les pièces de la section (donc de l étage) en question. Enfin, dans chaque zones pourra se trouver un ou plusieurs appareils de détection aussi appelés éléments. Sur la maquette sont présents trois types de zones : Zone automatique : Ces zones se composent de détecteurs incendie automatique comme les détecteurs de température, optique ou encore de fumée. Sur la maquette se trouve également une zone automatique connectée sur une entrée du module d entrées/sorties. Zone manuelle : Ces zones se composent de détecteurs manuels aussi appelés bris de glace. Zone technique : Ces zones permettent grâce aux entrées d un module d entrée/sorties (FDCI222) d afficher sur la centrale des messages techniques, par exemple de dérangement ou de danger. Ce module d entrée/sorties est simplement utilisé en complément d interrupteurs présents sur la face avant de la maquette. Jimmy OTTER GE5S 30

31 Le schéma de la figure 4.18 montre une partie de l arborescence Détection. Elle se compose d une seule section car la maquette représente un bâtiment d un seul étage. La maquette complète se compose des zones suivantes : - 9 zones automatiques : Correspondant aux 9 détecteurs automatiques de feu - 1 zone automatique : Interrupteur câblé sur une entrée du module d entrées/sorties et permettant de simuler un feu grâce à cet interrupteur - 1 zone manuelle : Bris de glace présent sur la maquette - 1 zone technique : Cette même zone technique est câblé sur 3 entrées différentes du module entrées/sorties et permet à la centrale comme définit plus haut d afficher des messages de types Dérangement batteries, Dérangement secteur ou Alarme Gaz. On notera bien que cette zone technique permet seulement d afficher des messages, et non de déclencher une alarme comme c est le cas pour une zone automatique. Figure 4.18 Arborescence imagée de l onglet détection Onglet commande L onglet Commande permet de programmer la centrale pour qu elle puisse réagir face à certains évènements. Cet onglet est utilisé sur la maquette afin d allumer une série de LED donnant l état de la centrale de détection. Jimmy OTTER GE5S 31

32 Figure 4.19 LED présentes sur la face avant de la maquette Il est possible d allumer ou d éteindre ces LED grâce à une série de causes et d effets programmable au sein de l onglet Commande. Figure 4.20 Tableau de causes et effets de l onglet commande Grâce à ce tableau de la figure 4.20, on peut en déduire que la LED verte ne peut être allumée seulement si toutes les autres sont éteintes. De plus, lorsque qu un défaut secteur se présente, la LED jaune Dérangement secteur s allume mais la LED jaune Dérangement aussi car comme décrit dans la cause, la LED jaune Dérangement s allume pour tous dérangements sur la centrale. Dans le logiciel de programmation, l onglet Commande est représenté comme sur la figure 4.21 : Jimmy OTTER GE5S 32

33 Figure 4.21 Arborescence de l onglet commande On observe bien les causes permettant d activer une sorties du module d entrées/sorties intégrés à la carte mère de la centrale et permettant d allumer les LED. 4.7 Etude technique de la centrale SIEMENS CC11 Dans le cadre du projet REDI2, l installation de détection incendie mise en oeuvre est majeure partie de type FC20xx. Toutefois, dans certains bâtiments, la détection incendie sera reprise sur des centrales de types CC11 existantes qui ont été migrée vers une nouvelle version logicielle supportant la détection nouvelle génération de type FD20. La centrale CC11 est une boîte noire sur laquelle viennent se raccorder les bus de détection. De plus, un bus C-Bus permet aux terminaux d exploitation 2 déportés de communiquer avec la centrale CC11. Enfin, un Gateway CK11 3 permet de véhiculer du C-Bus vers le superviseur Syncer les informations relatives de détection incendie. De même, via cette interface CK11, le système de détection incendie peut recevoir des informations et/ou ordres provenant du système de supervision. D autre part, un terminal d exploitation est présent en face avant de la centrale de détection incendie, 2. terminal d affichage d informations, d entrées/sorties interface de communication entre la centrale et la supervision Jimmy OTTER GE5S 33

34 en communiquant avec le reste de la centrale, ce terminal peut afficher diverses informations comme d éventuels dérangements ou alarmes. C est une des IHM 4. L équipement de contrôle et signalisation est composé d une carte micro E3X102. Dans la partie basse de cette carte se trouve la partie chargeur de batteries (source secondaire). Via le bus interne (I-Bus), la carte micro E3X102 échange avec les différentes cartes présentes. On trouve : - Une carte de circuit de détection Sinteso E3M140 sur laquelle viennent se raccorder les points de détection - Une carte de circuit de détection interactif E3M071 - Une cartes de circuit de détection collectif E3M080 - Une carte de circuit de détection adressable E3M Fonctionnement général d une centrale CC11xx Figure 4.22 Schéma global d une centrale CC11xx Sur la maquette réalisée se trouvent trois cartes maîtres. Ces trois cartes communiquent entre elles grâce à un réseau C-Bus. Sont également présents 4 cartes esclaves connectées à l unité centrale E3X102 grâce au réseau I-bus. De cette manière lors d un dérangement ou d une alarme incendie, les informations remontent des cartes esclaves vers la carte maître correspondante (l unité centrale) puis cette dernière partage l information avec les autres cartes maîtres afin qu elle puissent diffuser l information sur la face avant de la centrale ainsi que sur la supervision. 4. Interface Homme-Machine Jimmy OTTER GE5S 34

35 4.7.2 Carte Sinteso E3M140 Figure 4.23 Carte Sinteso E3M140 La carte Sinteso E3M140 [8] est conçu pour 2 lignes rebouclées ou 2 lignes en étoiles et comprend, entre autre, un commutateur I-Bus ADR permettant le réglage de l adresse I-Bus sur le réseau. Figure 4.24 Schéma de raccordement de la carte Sinteso E3M140 Si l on écarte le fait de raccorder les bus I-Bus et C-Bus il n y a que 9 bornes à raccorder sur cette carte. Les plus importantes sont celles concernant les deux lignes. Comme une seule ligne est câblée sur la maquette, la ligne non utilisée doit être câblée en boucle. La ligne utilisée est câblée selon le schéma de la figure Carte interactive E3M071 Le principe de câblage de cette carte [8] reste très similaire à la carte Sinteso. Elle dispose d une ligne aller et d une ligne retour. Il est cependant possible de ne raccorder qu une seule ligne de détecteurs par carte E3M071. Jimmy OTTER GE5S 35

36 Figure 4.25 Schéma de raccordement de la carte interactive E3M Carte Adress+ E3M111 Cette carte [8] est conçue pour quatre lignes rebouclées. Une fois de plus, le câblage de cette carte reste similaire aux autres hormis le fait que les lignes non câblées ne nécessitent pas d être câblée en boucle comme pour la carte Sinteso E3M140. Figure 4.26 Schéma de raccordement de la carte interactive E3M111 Jimmy OTTER GE5S 36

37 4.7.5 Carte collective E3M080 La carte collective E3M080 [8] peut disposer de maximum 8 lignes non-rebouclées. L inconvénient de ce type de ligne est que, si une ligne venait à être endommagée l information ne pourrait plus remonter à la carte de ligne. Contrairement à une ligne rebouclée où l information pouvant transiter dans les deux sens, la carte recevra toujours l information si la ligne est endommagée à un seul endroit. De ce fait, une ligne non-rebouclée ne peut comporter que 32 détecteurs au maximum tandis qu une ligne rebouclée pourra comporter jusqu à 124 détecteurs. La deuxième particularité de cette carte est que le dernier détecteur de la ligne doit comporter un élément de fin de ligne qui sera selon la situation une Transzorb, une diode Zener ou un élément EOL22 (pour les zones ATEX). Figure 4.27 Schéma de raccordement de la carte collective E3M080 La figure 4.28 montre le câblage de la centrale CC11 terminé. Jimmy OTTER GE5S 37

38 Figure 4.28 Câblage de la centrale CC11 On peut y observer le terminal sur la partie gauche de la figure ainsi que les différentes cartes de circuit de détection sur la droite de la figure. 4.8 Programmation de la centrale SIEMENS CC11 Le logiciel de programmation de la centrale SIEMENS CC11 se nomme AlgoWorks EP7F. C est grâce à ce logiciel qu il est possible de créer et modifier des systèmes pour qu ils soient pris en compte par la centrale mais aussi par le système de supervision. La page d accueil est représentée sur la figure 4.29 : Jimmy OTTER GE5S 38

39 Figure 4.29 Page d accueil du logiciel AlgoWork EP7F Dans l arborescence du projet en question(phobos v2) se trouvent : - CC11 : Unité centrale - CT11 : Terminal d exploitation - CK11 : Carte de communication On notera que ces trois éléments sont situés sur le réseau C-Bus comme décrit précédemment. Le numéro suivant chacun de ces éléments indique l adresse sur le réseau. Par convention, l adresse de l unité centrale est 1 et celle de la carte de communication est 16. Le reste des adresses sont laissées libres CC11 : Unité centrale Au sein du logiciel AlgoWorks, les informations se présentent de la façon suivante : - Une arborescence logique - Une arborescence physique L arborescence physique peut être importer en effectuant une lecture des appareils connectés à la centrale, il faut ensuite associer chacun des éléments présents physiquement à l arborescence logique crée. Arborescence physique La partie physique est composée de : - Une carte de surveillance de l alimentation par batterie (intégrée à l unité centrale). - Une carte d entrées/sorties (intégrée à l unité centrale) mais sur laquelle aucune E/S n est connectée. - Une carte de circuit de détection Adress+ sur laquelle est connectée une ligne de détection composée de 3 détecteurs automatique de feu et un déclencheur manuel type bris de glace. - Une carte de circuit de détection Collective comportant un détecteur automatique et un manuel. - Une carte de circuit de détection Sinteso sur laquelle est connectée une ligne de détection composée de 4 détecteurs automatiques de feu et un module d E/S (FDCI222) sur lequel sont raccordées les LED indiquant l état de la centrale et l interrupteur permettant de simuler un feu. Jimmy OTTER GE5S 39

40 - Une carte de circuit de détection Interactive composée de 4 détecteurs automatiques de feu et un déclencheur manuel type bris de glace. Arborescence logique L arborescence logique est construit de la façon suivante (figure 4.30) : Figure 4.30 Arborescence logique de la maquette Le site est unique (comme sur la centrale FC20), il y a 3 sections, la section feu est composée de 4 zones automatiques correspondant aux 4 technologies de circuit de détection (Sinteso, Adress+, Collectif, Interactif) et 1 zone manuelle regroupant l ensemble des déclencheurs manuels de la maquette. La seconde section (contrôle) est composée de 3 zones de contrôles connectées sur les sorties de la carte d E/S (FDCI222) permettant d allumer ou non les LED. Enfin, la section feu simulé est composée d une zone digitale permettant de surveiller l état d une entrée du module d E/S FDCI222 elle-même connectée sur un interrupteur permettant de simuler un feu. Concernant la section feu, la création des zones automatiques et de la zone manuelle est nécessaire. De plus, dans l arborescence de chacune de ces zones il faut créer les mêmes détecteurs que dans l arborescence physique afin de lier les détecteurs crées dans l arborescence logique à ceux détectées par la centrale dans l arborescence physique. Les zones de contrôles de la section contrôle permettent d allumer les 3 LED présentes sur la maquette. L allumage ou non de ces LED se programme sur le logiciel au niveau de la création des zones de contrôles. - Allumage de la LED rouge alarme feu : Allumage de la LED si la centrale détecte une alarme feu. - Allumage de la LED rouge dérangement : Allumage de la LED si la centrale détecte un dérangement. - Allumage de la LED verte en service : La LED verte est allumée si les conditions Alarme feu ET Dérangement sont fausses. Jimmy OTTER GE5S 40

41 La figure 4.31 montre une partie des arborescences physiques et logique au sein du logiciel de programmation AlgoWorks. Figure 4.31 Arborescence de la maquette L arborescence développée montre du côté logique (gauche) la zone interactive et ses 4 détecteurs automatiques et du côté physique (droite) ce qui se situe physiquement sur la carte de détection interactive, à savoir 4 détecteurs automatiques et un détecteur manuel CT11 : Carte terminal Le terminal permet d afficher les informations relatives à la centrale et également de mettre hors service une partie de la centrale (tout comme les centrales FC20). Au niveau de la programmation de cette carte, il n y a pas de modifications particulières à effectuer mais sa création est obligatoire pour le bon fonctionnement de la centrale CK11 : Carte de communication Gateway Pour rappel, la carte de communication E3H020 permet de véhiculer les informations du C-Bus vers le superviseur du système. Sur cette carte il est nécessaire de renseigner les adresses C-Bus des deux autres cartes (terminal et unité centrale) ainsi que la vitesse de réseau. Cette dernière est définie à 300 baud. Jimmy OTTER GE5S 41

42 Chapitre 5 Sécurité incendie - Mise en service de la supervision des centrales Un des rôles majeurs de la supervision du système de détection incendie est d avoir une vue synthétique de l ensemble du site permettant aux pompiers présents sur le CSG d intervenir rapidement en cas de détection de début d incendie. Pour rappel, la mise en service de la supervision opérationnelle sur site à été réalisée par la société Siemens et, comme en ce qui concerne le reste de la sécurité incendie, la maintenance de ce système est assurée par RMT. Dans ce chapitre sera présenté dans un premier temps le réseau informatique réalisé dans le cadre du projet qui m a été confié et dans un second temps, le système de supervision appelé SYNCER. 5.1 Réseau informatique lié à la supervision de la centrale FC2060 Afin que les différents éléments de la maquette puissent communiquer entre eux, un réseau informatique à été crée. Ce réseau comporte six équipements indispensable au bon fonctionnement du système. Jimmy OTTER GE5S 42

43 Figure 5.1 Réseau informatique de la supervision de la centrale FC Centrale de détection FC2060 : La centrale de détection va échanger des informations avec le poste Frontal FCF-XP, ces informations peuvent être de différentes natures (détecteur hors-service, en alarme, défaut d alimentation,...). - Frontal FCF-XP : Le frontal FCF-XP peut être considéré comme étant l interface de communication entre les informations de la centrale de détection et le poste d exploitation. Il possède la particularité d avoir deux cartes réseau donc deux adresses IP différentes. De plus amples informations au sujet de cette interface seront données plus loin. - Routeur Falcom : Le routeur en place permet de définir les connexions entre les différents équipements composants le système. Il autorise notamment la communication grâce au protocole TCP/IP entre la centrale de détection et le poste frontal FCF-XP alors que ces deux équipements ne sont pas sur le même réseau. Ce sont dans les réglages de la configuration du routeur que sont ajoutées les routes. Ces routes autorisent que seul un équipement avec une adresse IP donnée puisse passer à travers le routeur pour communiquer avec un autre poste. - Poste d exploitation : Le poste d exploitation est le poste hébergeant la supervision du système. C est une des IHM du système, celle qui permet la surveillance la plus efficace et pratique de l état de la centrale. - PC de programmation : Comme son nom l indique ce PC permet d injecter dans la centrale (toujours en passant par le routeur) des mises à jour du système (ajout d un détecteur, suppression d une zone,...). Jimmy OTTER GE5S 43

44 5.1.1 Adresses IP et masques de sous-réseau Dès lors que l on parle d un réseau informatique on se doit de parler d adresses IP et donc de masque de sous-réseau. L adresse IP contient d une part l adresse du réseau et d autre part le numéro du poste sur ce même réseau. C est grâce au masque de sous-réseau associé à l adresse IP que l on peut différentier l adresse du réseau du numéro du poste. Prenons l exemple suivant : Adresse IP : Masque de sous-réseau : En effectuant une somme logique entre l adresse IP et le masque de sous-réseau on obtient l adresse du réseau. D où l adresse de réseau suivante : Il peut donc y avoir 254 machines sur ce réseau (de à ) car les adresses 0 et 255 sont réservés au réseau 1. Au-delà de cette adresse, le poste informatique ne sera plus sur le même réseau et ne pourra donc plus communiquer de façon naturelle 2 avec les autres postes. Dans notre exemple, l adresse de la machine est donc 16 sur le réseau Pour des questions de confidentialité évidentes, les adresses IP de la figure 5.1 ne sont pas celles réellement installées sur les postes informatiques mais le principe reste exactement le même. On peut considérer que les masques de sous-réseau valent tous et que l octet en rouge (le dernier) représente donc l adresse de la machine sur le réseau. On comprend maintenant bien l importance de disposer d un routeur permettant de passer d un réseau à un autre dans ce système. 5.2 Interface de communication via le frontal FCF-XP Lors de la création ou de la modification de la programmation d une centrale. Un fichier contenant l ensemble des variables de cette centrale est crée. Chaque section, zone ou élément (détecteur) est présenté de la façon suivante (figure 5.2) : Figure 5.2 Présentation d une variable Parmi les types de variable, on pourra citer les suivantes : 1. 0 est l adresse du réseau et 255 est l adresse de broadcast 2. Sans routes supplémentaires à ajouter manuellement Jimmy OTTER GE5S 44

45 - ZOAU : Zone Automatique - Zone exclusivement composée de détecteurs automatique - ELAU : Elément automatique - Elément de détection automatique de feu - ZOMA : Zone Manuel - Zone exclusivement composée de déclencheurs manuels - ELBG : Element Bris de Glace - ZOTE : Zone Technique Le nombre de variable comptabilisées sur le système est très important car pour chaque détecteur on retrouve les variables suivantes : - jupiter1 ELAU 50603D8 : Cette variable permet d indiquer l état qui lui est associé. Lors du déclenchement d une alarme, un des bits de cette variable passera à 1. Le ou les bits passant à l état logique haut varient en fonction du type d alarme. - jupiter1 ELAU 50603D8 CMD : Sur la supervision de la centrale, lorsque l on impose qu un détecteur (ou une zone) soit mis par exemple à l état de test, c est un des bits de cette variable qui sera mis à 1. Un autre bit sera mis à l état logique haut lorsque l utilisateur souhaitera imposer un état hors service, toujours à partir du poste de supervision. C est une variable de commande (CMD). - jupiter1 ELAU 50603D8 TST : Cette variable permet à la centrale de communiquer au système de supervision qu un ou plusieurs détecteurs sont en Test (un utilisateur à forcé sur la centrale un détecteur en test pour effectuer par exemple une opération de maintenance). Cette variable d un seul bit ne peut prendre que deux valeurs (0 ou 1). - jupiter1 ELAU 50603D8 HS : La variable Hors Service d un détecteur permet, entre le temps de prise en compte d un défaut d un détecteur et son remplacement de pouvoir placer la tête de détection hors service pour faire cesser le dérangement ou l alarme en cours. Cette variable est, elle aussi une valeur binaire d un seul bit. - jupiter1 ELAU 50603D8 ANM : La variable ANM pour Anomalie est un état que la centrale impose à un détecteur lorsqu elle détecte que celui-ci ne fonctionne plus de façon optimale. L écran du terminal de la centrale indique alors : A changer. Encore une fois, cette variable ne peut prendre que les valeurs 0 ou 1. - jupiter1 ELAU 50603D8 DER : Enfin, la variable DER pour Dérangement permet à la centrale de signaler la défaillance d un détecteur (mauvais câblage ou mauvais type de détecteur par exemple). Elle peut prendre les valeurs 0 ou 1. Toutes ces variables forment la base de données du système de supervision. Le schéma de la figure 5.3 illustre de façon simple l accès à la base de données. Jimmy OTTER GE5S 45

46 Figure 5.3 Illustration du réseau informatique pour la supervision des centrales FC20 Dans le cadre du projet de maquette du système de détection incendie, le frontal FCF-XP ne possède qu une seule feuille de calcul dans la base de données car il n y a qu une seule centrale de détection. Sur le frontal FCF-XP opérationnel sur site, la base de données possède quand à elle autant de feuilles de calcul que de centrales raccordées sur le frontal FCF-XP c est à dire 17 feuilles de calcul. Selon les situations, le poste d exploitation viens récupérer et/ou écrire dans la feuille de calcul présente au sein du frontal FCF-XP, de même pour la centrale de détection FC2060. C est de cette manière que le système peut communiquer. 5.3 Réalisation de la supervision de la centrale FC2060 Une fois compris le fonctionnement des variables servant à indiquer et imposer l état des équipements (la liste de la section précédente n étant bien évidemment pas exhaustive) il s agit de modifier le système existant afin d y ajouter la centrale FC20 de la maquette. Dans les sous-sections suivantes seront présentées les fenêtres qu il a été question de créer ou modifier afin d y ajouter la nouvelle centrale de détection incendie. Jimmy OTTER GE5S 46

47 5.3.1 Vue principale Figure 5.4 Vue principale La figure 5.4 montre la vue principale du système de supervision. Chaque rectangle indique les zones du CSG. La maquette se situant au C.T. (Centre Technique) c est dans ce rectangle que seront affichées les informations relatives à la nouvelle centrale. Lorsque la centrale ne présente pas de défaut, le rectangle se présente tel que définit sur la figure 5.4, c est à dire vide. La figure 5.5 illustre les possibilités d affichage de l état de la centrale ou, plus précisément des centrales présentes au sein du C.T. pour le système opérationnel (pour rappel, dans le cadre de mon projet, seul les deux centrales des maquettes FC20 et CC11 sont sur le réseaux local et donc relié au système de supervision). Figure 5.5 Affichage de l état de la centrale Le premier rectangle indique que la centrale est en alarme feu, le second indique quand à lui un défaut Jimmy OTTER GE5S 47

48 tel que l absence d un détecteur, enfin, le dernier indique qu une partie de la centrale (cela peut être un détecteur ou une section toute entière) est hors service ou en test. Lorsque la centrale est dans l un de ces trois états, une variable indique si la centrale est en alarme feu, en défaut ou en HS/Test. Afin de rendre plus simple les conditions d affichage des indications visuelles présentées ci-dessus et d éviter des conditions du type : Affichage de l illustration si : Centrale jupiter1 OU jupiter2 OU Neptune OU Musée OU BIL OU BAF... est en alarme feu des groupes d alarmes ont été mis en place. Ces groupes se présentent de la façon suivante (figure 5.6) : Figure 5.6 Groupe d alarme Sur la partie gauche de la figure le groupe d alarme est au repos, sur la partie droite, la structure du groupe d alarme fait que lorsqu une centrale est en alarme (la centrale Phobos ici) sa zone géographique est, elle aussi en alarme feu ce qui fait que l ensemble du site FEU est en alarme. Grâce à ces groupes d alarmes il est facile d animer les rectangles présentés plus haut, la condition pour permettre la visualisation de l indication de feu sera simplement définit de la manière suivante : Affichage si Alarme C.T. ce qui est en effet le cas car la centrale Phobos est elle même en alarme feu. On procède exactement de la même manière pour l affichage d un défaut ou d une mise HS/Test Vue du centre technique Sur la vue principale, en cliquant sur le bouton C.T. on réalise un appel de fenêtre, cet appel de fenêtre permet de sélectionner une des vues de synoptique pour l afficher à l écran lors d un clique de souris sur le bouton. On observe maintenant à l écran une vue plus précise du Centre Technique. Cette vue indique la situation géographique de chaque centrale (FC20 et CC11). La figure 5.7 ne présente que les centrales présentes sur la maquette, en effet, il n est pas nécessaire de connaitre la position des autres centrales sur le site pour en comprendre son fonctionnement. On pourra noter que la centrale CC11 présente un défaut de communication car la centrale n étant pas sous tension au moment de la capture d écran. Jimmy OTTER GE5S 48

49 Figure 5.7 Synoptique partiel du centre technique Grâce aux modifications des valeurs des variables DER FEU jupiter1.alarm (pour l affichage du défaut), HST FEU jupiter1.alarm (pour l affichage du HS/Test) et ALA FEU jupiter1.alarm (pour l affichage du Alarme) qui peuvent être effectuées soit à partir de la centrale ou à partir de la supervision (seulement pour la variable permettant d imposer une mise HS ou Test), les indications visuelles suivantes (figure 5.8) sont affichées dans le rectangle de la maquette Phobos FC20. Figure 5.8 Affichage des indications visuelles Synthèse de la détection incendie de la maquette FC2060 Encore une fois, grâce à un appel de fenêtre, lors de l appuis sur le bouton FC20 Maqu. Phobos sur la vue de synoptique du centre technique on affiche une fenêtre synthétisant l état de la centrale en question (figure 5.9). Jimmy OTTER GE5S 49

50 Sur cette vue il est possible d observer : Figure 5.9 Synthèse détection incendie FC L état des zones composant la centrale, sur la maquette elles sont au nombre de 11. Ces zones s animent en fonction des évènements qui surviennent. La figure 5.10 illustre les différents cas de figure. Figure 5.10 Synthèse animation des zones - L état de la communication et du bon fonctionnement matériel de la centrale (figure 5.11). Figure 5.11 Informations sur la partie matérielle de la centrale Si la communication est rompue, la variable COM jupiter1.alarm s active et le message s affiche à l écran. Lorsque l alimentation secteur est débranchée, la variable MAT DER jupiter1.alarm s active et le message Jimmy OTTER GE5S 50

51 DEF. MATERIEL s affiche à l écran. Enfin, lorsque les batteries sont débranchées, la même variable que pour l alimentation secteur s active avec une autre variable pour également afficher à l écran le défaut batterie. - Sur cette vue s affiche également un indicateur permettant de rapidement connaitre le type de problème : une alarme, un défaut ou une mise HS/Test (figure 5.12). Figure 5.12 Evènements de la centrale On retrouve en toute logique les variables suivantes permettant d afficher respectivement les types de problèmes cités ci-dessus : ALA FEU jupiter1.alarm, DER FEU jupiter1.alarm et HST FEU jupiter1.alarm. En cliquant sur le symbole de la centrale représenté figure 5.11 un appel de vue nous permet d observer avec plus de détails l état de la centrale (figure 5.13). Figure 5.13 Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos La partie haute de la figure n est pas animée. C est la partie basse : Etat Général Centrale Incendie qui l est. En cas de défaut d une des deux alimentations, la supervision indique le défaut (secteur ou batterie). De plus, un défaut d alimentation étant également un défaut au sens large, le rectangle Intervention défaut se rempli en jaune comme l illustre la figure Lorsqu un défaut autre qu un défaut d alimentation survient, l indicateur de surveillance d alimentation Jimmy OTTER GE5S 51

52 indiquera ALIM OK mais le rectangle Intervention Défaut se remplira de jaune. Figure 5.14 Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos lors d un dérangement secteur Enfin, lors d une alarme feu, le site Bâtiment PHOBOS se remplira de rouge comme le montre le figure 5.15 grâce à la surveillance de la variable jupiter1 VFAL A dans la base de données : Figure 5.15 Vue de synthèse de la centrale FC2060 Phobos lors d une alarme feu Cette vue peut également permettre d observer l état de la communication avec les variables COM FCF.Alarm, jupiter1 Connect.Alarm et jupiter1 FC20 Qualite.Alarm. En cliquant sur l une des 11 zones de la figure 5.9 le système de supervision appel une vue (figure 5.16) qui un plan de la disposition des détecteurs présents dans le bâtiment (c est une vue de la seule section présente dans le bâtiment). Jimmy OTTER GE5S 52

53 Figure 5.16 Plan de la maquette Phobos avec les détecteurs présents Les 11 zones présentes dans la vue précédente sont ici symbolisées par des couleurs différentes pour chaque zone. Ainsi, la couleur grise indique que la zone ne contient pas de détecteur. Et les autres zones contiennent chacune un seul détecteur automatique. La couleur des détecteurs varie en fonction de l état de la tête. La figure 5.17 synthétise les différents cas possible. Figure 5.17 Couleur des détecteurs en fonction des états Jimmy OTTER GE5S 53

54 Lorsqu un détecteur est en dérangement, la supervision va alors faire changer la couleur de la tête comme prévu : Figure 5.18 Détecteur du local archive en dérangement Ce changement de couleur des détecteurs en fonction de leur état se programme de la façon suivante sur le logiciel de supervision : - Chaque symbole est crée avec une couleur différente comme sur la figure 5.17 mais ces couleurs restent invisible par défaut. - Lorsque le détecteur est en veille (état normal) il est par défaut en blanc. - Lors d un évènement (alarme, mise HS, dérangement...) le logiciel de supervision va rendre visible l image correspondante (rouge si alarme, orange si dérangement...) et donc se superposer sur le détecteur blanc. Ne sera alors visible plus que la couleur désirée jusqu à la fin de l évènement. L autre avantage de cette vue est qu elle permet, en cliquant sur l un des détecteurs de commander ce dernier. Lorsque le détecteur est en veille (état normal), un clique sur la tête affiche la vue représentée sur la figure 5.19 : Figure 5.19 Commande de la zone et du détecteur La vue indique alors l état de la zone dans laquelle se situe le détecteur, l état du détecteur et permet les commandes suivantes : - Mise hors service du détecteur - Mise hors service de la zone dans laquelle le détecteur se situe - Commande de test de la zone dans laquelle le détecteur se situe Lorsqu une commande est passée, le logiciel de supervision va alors écrire dans la base de données lue par la centrale de détection incendie et effectuer la commande requise. Il est naturellement possible de Jimmy OTTER GE5S 54

55 remettre en service le détecteur ou la zone toujours à partir du logiciel de supervision. Lorsqu un détecteur (et donc la zone associée) est en alarme feu, la même fenêtre se présente de la façon suivante (figure 5.20) : Figure 5.20 Commande de la zone et du détecteur lors d une alarme feu Il est maintenant possible de réarmer le détecteur à distance (ce qui évite de se déplacer pour acquitter une fausse alarme). Il est également toujours possible de mettre la zone ou le détecteur hors service afin d éviter une alarme récurrente si le détecteur est par exemple défaillant en attendant son remplacement. Sur la figure 5.16 se trouve un bouton Section 1, un appuis sur ce bouton affiche une fenêtre (figure 5.21) permettant de mettre toute la section hors service (dans notre cas la totalité de la maquette car elle ne comporte qu une seule section). Figure 5.21 Commande de la zone et du détecteur lors d une alarme feu 5.4 Connexion de la centrale de détection CC11 à la supervision Syncer La connexion de la centrale CC11 au système de supervision se fait de manière similaire à la FC20. La figure 5.22 montre de quelle manière. Jimmy OTTER GE5S 55

56 Figure 5.22 Illustration du réseau informatique pour la supervision des centrales CC11 Les différences avec le réseau de la centrale FC20 sont les suivantes : - Une liaison RS232 relie la centrale de détection incendie (la carte de communication Gateway plus précisément) au frontal FCA-XP. - Dans le frontal se trouve une carte PCI4000 (jusqu à 6 cartes sur le site opérationnel) contenant la base de données relative aux informations de la centrale, chaque carte pouvant accueillir quatre canaux (1 canal par centrale de détection incendie). Dans le cadre du projet, une seule centrale CC11 étant présente, une seule carte PCI4000 sera configurée ainsi qu un seul canal. La liaison ethernet entre le frontal FCA-XP et le poste d exploitation (IHM de la supervision) est en tout point identique à celle décrite plus haut pour les centrales FC20 et ne sera donc pas détaillée dans cette section. 5.5 Réalisation de la supervision de la centrale CC11 Au moment du rendu de ce rapport (3 semaines avant la soutenance) nous n avions toujours pas réceptionné 2 EPROM nécessaire au bon fonctionnement de la carte de communication Gateway E3H020. De ce fait, la communication entre la centrale de détection incendie et le système de supervision n a pas put être établie. Même si la réalisation de la supervision de la centrale n a pas été testée, il est quand même possible d en présenter son fonctionnement car l étude de cette partie à malgré tout été réalisée. De plus, les EPROM devraient arriver dans quelques jours et le système pourra donc être terminé et testé. Jimmy OTTER GE5S 56

57 De la même façon que pour la supervision de la centrale FC20 un appuis sur un bouton provoque un appel de fenêtre. Ainsi, si l on clique sur la centrale CC11 représentée sur la figure 5.7 (qui est en défaut de communication à l heure actuelle) la fenêtre de synthèse des sections du site s affiche à l écran (figure 5.23). Figure 5.23 Synthèse de sections CC11 Les maquettes réalisées ne comporte qu une seul section, seule le RDC est représenté sur cette vue. Lorsque la section est en alarme la section passera en rouge. Ce comportement est possible grâce à la surveillance d une variable de ce type (figure 5.24) : Figure 5.24 Description d une variable de centrale CC11 Une telle variable indique que l on surveille la section 1 du site 1 de la centrale 1. Les zéros suivants indiquent que le système surveille l ensemble de la section 1 (donc la totalité des zones et éléments de cette section). Jimmy OTTER GE5S 57