BTS ÉLECTROTECHNIQUE TP4.4 2006-2007 SYSTEMES D ÉCLAIRAGE Système : Harmocem. Éclairage domestique et industriel. ESSAIS DE SYSTÈMES 1- RÉFÉRENTIEL Fonction 5 : ESSAI - MISE EN SERVICE - CONTRÔLE Tâche 5.1 : Contrôler la conformité d un produit ou d un travail réalisé et mettre en place des actions correctives C01 : Analyser un dossier C17 : Mettre en oeuvre des moyens de mesurage C18 : Interpréter des indicateurs, des résultats de mesure et d essais Tâche 5.3 : Réaliser les essais et les mesures nécessaires à la qualification d un ouvrage, d un équipement C04 : Rédiger un document de synthèse C17 : Mettre en oeuvre des moyens de mesurage C18 : Interpréter des indicateurs, des résultats de mesure et d essais 2- DONNÉES DISPONIBLES POUR RÉALISER LA TÂCHE Cahier des charges Données techniques des fournisseurs (documents techniques) 3- SITUATION DE TRAVAIL - Vérification des performances des matériels installés. - Durée : 4 heures dans l espace d essais de systèmes. - Matériel : Système harmocem. Un ordinateur sur poste fixe avec carte Sysam d Eurosmart et boîtier d acquisition. Logiciel Synchronie 2003 d Eurosmart. Un ordinateur portable. Logiciel DIALUX. Luxmètre CA 811. FLUKE 43. Sonde différentielle MX9003. Sonde E3. Dialux Page 1 sur 9
1- Situation problème : L Union Européenne a identifié l éclairage comme un gisement important de possibilité de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Vous devez en tant que maître d ouvrage réaliser une mise aux normes de locaux industriels (respect des décrets) et en particulier d une salle d électrotechnique du secteur conception-développement d une entreprise. La qualité de votre réalisation, qui restera centrée sur le choix et l implantation de votre système d éclairage, dépendra de votre maîtrise des dernières innovations techniques, de votre maîtrise des coûts ainsi que de vos connaissances en matière de photométrie. 2- Cahier des charges (extrait) : 2.1- ÉNONCÉ DU BESOIN : 2.2- LE CONTEXTE DE LA DEMANDE, LES OBJECTIFS 2.2.1 Description de la prestation demandée : Connaître les principaux types de lampes et leurs performances physiques. Concevoir l éclairage d une salle d électrotechnique sous contrainte de budget, maintenance et derniers décrets. Mettre en œuvre la solution sur DIALUX et effectuer les mesures d éclairement. 2.2.2 Situation dans un programme plus vaste : Campagne de mesurages. Conception. Simulation. 2.2.3 Limites de l'étude : L étude se limitera au système Harmocem en salle des bancs de moteurs. 2.2.4 Etude déjà effectuée: Analyse d un signal. 2.2.5 Etudes menées en parallèle sur des sujets voisins: Eds9 utilisation de synchronie. Eds10 utilisation d un oscilloscope à mémoire. 2.2.6 Suites prévues: Aucune. Page 2 sur 9
2.3 INVENTAIRE DES INFORMATIONS A EXAMINER 2.3.1 Informations techniques 2.3.1.1 Ouvrage : Document du syndicat de l éclairage sur l éclairage industriel. L éclairage artificiel. Principales grandeurs photométriques. Décrets sur l éclairage des lieux de travail. Circulaires et décrets sur le respect de l environnement. Tutorial du Logiciel Dialux. 2.3.1.2 Catalogues de constructeurs Schneider Electric «Harmocem» Catalogue et Barème OSRAM. Catalogue et Barème PHILIPS. Catalogue et Barème MAZDA. 2.4 CONTRAINTES GLOBALES 2.4.1 Normes, standards et/ou règlements à respecter Normes électriques en vigueur NFC 15-100 Page 3 sur 9
Activité N 1 : FICHE TECHNIQUE N 1 TESTS ET COMPARATIF DES SOURCES D ECLAIRAGE. Vous disposez de trois sources de lumière, une lampe halogène, un tube à ballast magnétique et un tube à ballast électronique. Analysez chaque source et proposez un comparatif que vous ferez sous la forme d un tableau Excel (Microsoft) ou Calc (OpenOffice) dans lequel vous incorporerez d éventuels fichiers de Synchronie ou du Fluke 43. Voici quelques indices de cheminement pour la réalisation de ce comparatif : Formes des ondes tension et courant. Nature de la charge (inductive, capacitive, résistive). Pollution harmonique du réseau (THD). Puissances, facteur de puissance, cosϕ. Eclairement et rapport éclairement sur puissance active consommée. Température de couleur. Comparaison aux données constructeur. Avantages, inconvénients, applications. Moyens utilisés : Document du syndicat de l éclairage sur l éclairage industriel. L éclairage artificiel. Principales grandeurs photométriques. Catalogue et Barème OSRAM. Catalogue et Barème PHILIPS. Catalogue et Barème MAZDA. Document de synthèse : Page 4 sur 9
FICHE TECHNIQUE N 2 SIMULATION SUR DIALUX Activité N 2 : Vous devez concevoir et simuler l éclairage d une salle d électrotechnique d une entreprise en respectant les décrets en matière d éclairage et de respect de l environnement. Cette pièce est identique à celle qui vous accueille actuellement et possède le même mobilier. Concevez votre système d éclairage à l aide des trois bases de données, catalogues et barèmes disponibles (Osram, Philips et Mazda). Réaliser la simulation et vérifier la conformité de votre installation. Note importante 1: L entrepreneur sera très sensible au facteur coût et au facteur confort des utilisateurs de la salle, on lui fournira donc une évaluation du coût total, une représentation des lignes isophotones de la salle et une information sur la température de couleur. Note importante 2 : L état, à travers la commission qui gère l éclairage, sera très sensible au respect des derniers décrets en matière d environnement. Moyens utilisés : Document du syndicat de l éclairage sur l éclairage industriel. L éclairage artificiel. Principales grandeurs photométriques. Catalogue et Barème OSRAM. Catalogue et Barème PHILIPS. Catalogue et Barème MAZDA. Décrets sur l éclairage des lieux de travail. Circulaires et décrets sur le respect de l environnement. Tutorial du Logiciel Dialux. Document de synthèse : (sauvegarde du projet dans le dossier eds_ts1et_tp44) Page 5 sur 9
FICHE TECHNIQUE N 3 VÉRIFICATION DE l ÉCLAIRAGE DU LYCÉE Activité N 3 : Vérifiez si les lieux suivants du lycée respectent la législation en vigueur: Salle d électrotechnique. Salle de cours. Couloir du premier étage Cdi Emplacement du centre de tournage T20 REAL MECA dans l atelier d usinage (poste opérateur). Proposez d éventuelles modifications. Moyens utilisés : Décrets sur l éclairage des lieux de travail. Circulaires et décrets sur le respect de l environnement. Document de synthèse : (sauvegarde du fichier synchronie dans le dossier eds10_ts1et) Page 6 sur 9
ANNEXE 1- Les grandeurs et unités physiques importantes de la photométrie Nous n'avons aucun besoin de créer de nouvelles unités pour qualifier et quantifier un phénomène lumineux car la lumière n'est rien d'autre qu'un rayonnement électromagnétique. Cependant, en raison des qualités propres de l'œil humain, récepteur photosensible non linéaire et de bande passante limitée, de nouvelles unités liées aux effets subjectifs de l'œil sont également utilisées. Il convient donc de distinguer deux types de photométries. La photométrie physique qui utilise les unités classiques (Watt, Joule,..etc.. ) et la photométrie visuelle qui utilise un système d'unités qui n'intègre pas le système international (Candela, Lumen,..etc..). Notons que le spectre du visible ( infime partie du spectre total qui va des ondes cosmiques aux ondes radio ) s'étend du violet (380 nm) au rouge (780nm). Page 7 sur 9
A- Angle solide (Ω): L'unité est le stéradian ( sr ). ds. u ds.cosα dω = = r² r² L'angle solide sous lequel on voit tout l'espace autour de 0 est 4π. Si la surface S ci-dessus est de 1m² et est située à 1m de l'origine 0, alors l'angle solide Ω est de 1 stéradian. On exprime la puissance rayonnée dans une direction en Watt par stéradian W/sr. B- Intensité lumineuse ( I ): La candela ( cd ) est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 1012 hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian ( définition officielle ). C'est approximativement la quantité de lumière émise par une bougie. C- Flux lumineux ( Φ ): C'est l'intensité lumineuse émise par une source dans une direction délimitée par un cône d'angle solide Ω.Le Flux lumineux s'exprime en lumen ( une bougie dans une sphère de 1m de rayon émet un flux d'environ 1 lumen ). Φ = I. Ω D- Eclairement ( E ): L'éclairement d'une surface est par définition le flux lumineux reçu par unité de surface. L'unité est le lux. E Φ = (S en m²) S E- Luminance ( L ) : La luminance est par définition le rapport de l'intensité lumineuse d'une source qui émet dans une direction donnée sur la surface perpendiculaire à cette direction. L'unité est le cd/m². I L = (S en m²) S F- Le Pied Bougie ou Footcandle ( Fc ) : c'est l'unité anglaise du lux. Il représente la réception de un lumen sur une surface de 1 pied². 1 Fc = approximativement 10 lux. Cette curieuse unité est encore utilisée dans les calculs relatifs aux luminaires et apparaît sur le Luxmètre CA 811. 2- Règles relatives à l'éclairement des lieux publics et de travail 2-1- Règles On consultera la documentation jointe qui expose les décrets et lois fixés par le code du travail ainsi que les dernières circulaires. Cette documentation réalisée par le Dr François Muller, médecin du travail,provient du site Web d'aimt67 que l'on peut consulter à l'adresse http://www.alsace.net/aimt67. Page 8 sur 9
2-2- Calcul des luminaires Document formules empiriques pour luminaires : http://pages.infinit.net/lumiere/ Note : pi = pied. - Coefficient d'utilisation CU : Le coefficient d'utilisation représente dans une pièce le rapport de lumens reçu sur une surface donnée par rapport aux lumens émis par la ou les sources. - Ratio de cavité : C'est un ratio des dimensions d'une pièce qui permet de calculer le coefficient d'utilisation. Ratio de cavité = 5x hauteur ( longueur + largeur ) / ( longueur x largeur ) - Facteur de maintenance LLF : C'est un facteur entre 0 et 1 qui évalue les pertes de lumière causé par la détérioration des lampes et poussière. Page 9 sur 9