Présentation du système de ventilation du métro de PARIS I. PRESENTATION DU SYSTEME REEL I.1. Le système de ventilation de tunnel La SNCF a décidé de conforter la voûte du tunnel entre la gare d ORSAY et celle de SAINT-MICHEL, dans le secteur MALAQUAIS (ligne C du R.E.R., allant du MUSEE D ORSAY à PARIS AUSTERLITZ). Les travaux s étaleront sur une durée de deux ans. Afin de limiter à un taux admissible la concentration en polluants contenus dans les gaz d échappement des engins (compresseurs, groupes électrogènes, locotracteurs diesels,...) et d assurer l évacuation à l extérieur du tunnel des diverses poussières produites par les travaux, il a été décidé de mettre en place une ventilation dite hygiénique. Ce dispositif permettra d assainir l air afin d obtenir des conditions de travail satisfaisantes dans les différentes zones de travail. I.2. Principe de la ventilation La ventilation d une zone de travail consiste à souffler et à extraire mécaniquement un volume d air, tout en créant artificiellement en amont et en aval de cette zone un bouchon dynamique afin de parfaitement canaliser les diverses pollutions évacuées avec l air extrait. I.3. Description de l installation D une longueur de 1500 mètres entre les deux gares, le tunnel a un diamètre de 8 mètres. Il est situé le long des berges de la Seine, des niches d aération naturelle étant implantées sur toute la longueur et débouchant au dessus du niveau du fleuve. Le système de ventilation existant comprend actuellement : > 10 ventilateurs réversibles de désenfumage en gare de SAINT-MICHEL, d un débit unitaire de 20 000 m3/h, > 3 ventilateurs réversibles (V10, V11 et V12) de désenfumage en gare d ORSAY, d un débit de 60 000 m3/h pour V10 et de 20 000 m3/h pour V11 et V12, > 3 ventilateurs réversibles de désenfumage (V13, V14 et V15) dans le secteur AUGUSTIN, d un débit unitaire de 20 000 m3/h.
Les zones de travail sont situées irrégulièrement le long du tunnel et sont au nombre de 4 : zones 1, 2, 3 et 4 (figure 1). Dans la mesure où l installation existante ne possède pas la capacité de ventilation nécessaire au bon déroulement des travaux dans toutes les zones définies, il a été choisi d implanter 7 nouveaux ventilateurs (VT1 à VT7) dans les niches d aération disponibles dans le tunnel. Une étude a permis de définir les besoins correspondant aux 7 moto-ventilateurs supplémentaires : > un débit de 50 000 m3/h et une puissance de 15 kw pour VT1, VT2, VT3, VT4, > un débit de 30 000 m3/h et une puissance de 11 kw pour VT5, VT6, VT7. I.3. Spécifications techniques En fonction des zones de travail, différents scénarios autorisent le fonctionnement des ventilateurs en mode de soufflage ou en mode d extraction. Ces scénarios, gérés par un Automate Programmable Industriel, ont été déterminés à partir d essais garantissant une efficacité maximale de la ventilation dans les zones concernées.
Les principales contraintes concernant l étude électrique et aéraulique sont répertoriées dans la cahier des charges dont voici les principales données : le respect des différentes normes (notamment la NF C 15-100 pour la partie électrique), le choix des emplacements des ventilateurs en fonction de la position des zones de travail et des dimensions des niches d aération, un niveau acoustique ne devant pas excéder 88 db, les travaux se déroulant également la nuit, une vitesse de balayage de l air minimale de 1 m/s (imposée par la norme), un débit d air extrait équivalent au débit d air soufflé, tous les dispositifs de commande, de protection, d automatisme regroupés dans une Armoire Générale de Ventilation (AGV), des moto-ventilateurs de type hélicoïdal à calage variable d angle de pale à l arrêt et réversibles (fonctionnement en soufflage ou en extraction), des moteurs de classe H et d indice de protection IP 55, d une vitesse maximale de rotation de 1500 tr/mn, la prise en compte des pertes de charge de l installation à une température de l air égale à 20 C, pour le dimensionnement des moto-ventilateurs, une majoration de la puissance absorbée par les moteurs (coefficient de sécurité de 20 %) pour tenir compte des variations de la température de l air extérieur et d éventuelles modifications aérauliques, une chute de tension sur les récepteurs de l installation électrique ne devant pas excéder 6 %, un schéma de liaison à la Terre de type TT, la gestion de l ensemble de l automatisme par un Automate Programmable Industriel placé dans l AGV, la présence d un mode de commande manuelle, en cas de défaillance du fonctionnement automatique.
I.4. Exemple du scénario de fonctionnement des ventilateurs dans la zone 1 I.5. Analyse fonctionnelle descendante Le niveau A-0 (CONTEXTE) de l analyse fonctionnelle descendante de l installation existante et la fonction d usage du système de ventilation réel sont représentés dans les pages suivantes.
Circuit de puissance d un ensemble de ventilation :