DOSSIER D APPEL A PROJET Création d une Infrastructure de Recharge pour Véhicules Electriques à l Université Régionale des Métiers de l Artisanat antenne du Tarn, de la Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn.
SOMMAIRE Page Introduction I) Présentation générale du projet... 3 II) Rappel des enjeux liés au véhicule électrique... 6 Présentation de l établissement I) Présentation... 9 II) Fiche d identité... 11 Présentation des porteurs du projet I) Description des principaux interlocuteurs... 12 Description globale du projet I) Point technique sur les IRVE... 13 II) Cahier des charges... 30 Projet pédagogique I) Organisation de l épreuve E6 «mise en œuvre des systèmes»... 38 II) Description du projet pédagogique... 39 III) Fiche contrat... 44 IV) Planning prévisionnel du projet IRVE... 47 Dossier technique I) Schéma de principe... 48 II) Nomenclature du matériel électrique... 50 Page 2
INTRODUCTION I) Présentation générale du projet a) Le contexte L URMA antenne du Tarn de la Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn a souhaité réaliser une Infrastructure de Recharge pour Véhicules Electriques (IRVE). A l heure actuelle, le secteur du transport routier est responsable de 18% des émissions de CO 2. Aussi le Grenelle de l environnement a créé une filière de véhicule dé-carboné, comprenant les véhicules tout électrique (130 à 180 km d autonomie pour une charge à 100 % entre 6 h et 8 h), ou hybride rechargeable (électrique en urbain/thermique sur route). A l avenir, 90 % des points de charge seront privés. En effet, les pouvoirs publics préconisent pour assurer la rapidité de recharge que 90 % des points de charge soient installés au domicile ou sur le lieu de travail du possesseur de véhicule électrique. L enquête IFOP réalisée en août 2010, confirme le souhait des Français de recharger leur véhicule au domicile, sur le lieu de travail ou sur les parkings publics. Les résultats partiels de cette enquête sur un échantillon représentatif de 1050 personnes montrent que : 49 % des Français ont l intention d acheter un véhicule électrique. 74 % des Français le feront charger la nuit à leur domicile. 50 % des Français le feront charger au travail. 81 % des Français le feront charger dans un parking public. 67 % des Français pensent que Legrand est légitime dans la fabrication d une borne. Vers l horizon 2020 plus de 4 millions de points de charge seront installés. En 2020, les pouvoirs publics tablent sur 2 millions de véhicules électriques soit 5 % du parc en circulation. De ce fait, plus de 400 000 points de charge devront être installés sur la voie publique et plus de 4 millions au domicile et sur le lieu de travail. A partir de 2012, le «droit à la prise» devient une obligation légale dans toutes constructions de bureaux, d habitations, de commerces, d entrepôts, etc. Tout ces bâtiments devront disposer de points de charge pour véhicule électrique, à partir du moment où ils possèdent un parking. En 2015, dans les habitations collectives pré-existantes, tout occupant pourra faire valoir son «droit à la prise» et obliger la copropriété à respecter la loi. Page 3
Les économies d énergie générées par le remplacement d une voiture de 5 CV fiscaux diesel, réalisant 20 000 km/an, par un véhicule électrique de même puissance correspondent : D un point de financier à 911 d économie par an (1) D un point de vue environnemental à 3 405 kg CO 2 d économie par an (2). L équivalent de CO 2 comprend tous les gaz générateurs de pollution (CO 2, méthane, monoxyde de carbone, gaz fluoré, etc.). Nota : (1) Suivant l ADEME, la consommation d un véhicule de ce type est de 25 kwh pour 100 km. Prix moyen du diesel : 1,09 TTC /litre (source gouvernementale). Tarifs Bleu Ciel de janvier 2012 : 0,0895 TTC /kwh en heures creuses et 0,1312 TTC /kwh en heures pleines. Hypothèse de calcul réalisée sur un véhicule chargé 2/3 en heures creuses et 1/3 en heures pleines (économies sur énergie consommée). (2) Calcul des émissions de gaz à effet de serre réalisé par l ADEME (tableur v6). L URMA antenne du Tarn a voulu initier ce projet d Infrastructure de Recharge pour Véhicules Electriques afin de sensibiliser, d informer et de former les apprentis et les entreprises artisanales du bâtiment sur ce type d installation. Et de dans le but, que les professionnels puissent monter en compétence et répondre au futur déploiement des infrastructures de recharge. Il a été choisi comme partenaire la société Legrand déjà implantée dans la fabrication de ce type d installation, mais aussi car Legrand est membre fondateur d EV Plug Alliance et a crée le réseau d installateur Green up. Ce bâtiment sera construit par les apprentis du secteur bâtiment, notamment la section de BTS Domotique, mais il doit être un outil pédagogique aussi bien pour les élèves-apprentis que pour les professionnels, artisans du bâtiment, etc. b) Les objectifs La construction d une Infrastructure de Recharge pour Véhicules Electriques répond à différents objectifs : Disposer d une IRVE comme vitrine technologique afin de sensibiliser les professionnels artisans au déploiement du véhicule électrique. Développer auprès des apprentis et professionnels les enjeux environnementaux de l avenir. Mettre à disposition une IRVE pour les visiteurs et membre du personnel de la CDMA. Faire travailler les professeurs et les apprentis de la section BTS Domotique autour d un projet pédagogique concret. Page 4
c) Composition de l installation Cette installation sera composée d une borne de recharge implantée sur le parking visiteurs de la Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn, afin de favoriser l accès aux futurs utilisateurs. L installation comprendra, outre la ligne d alimentation, un système de supervision et de gestion à distance et communicant. Système qui permettra de mesurer et d afficher les consommations. Un contrôle d accès des utilisateurs sera installé, avec contrôle à distance par le gestionnaire. d) Calendrier La réalisation débutera en janvier 2015 et s achèvera en juin 2015. La construction se déroulera donc essentiellement sur le deuxième semestre de l année scolaire 2014 / 2015. Les premiers mois de 2015 (janvier et février) seront consacrés principalement à l étude et la conception de l installation, et le restant jusqu à juin, à la réalisation, l implantation sur site, les essais et mise en service. e) L équipe projet Cette équipe est constituée des professeurs du pôle électricité de l URMA antenne du Tarn, du coordinateur du pôle bâtiment et de la direction de la Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn et de l URMA antenne du Tarn. f) Cursus de formation et public concernés Les personnes concernées par cette construction sont essentiellement les apprentis et notamment le BTS Domotique de niveau III qui fait parti des cursus de formations du pôle électricité de l URMA antenne du Tarn. Page 5
II) Rappel des enjeux liés au véhicule électrique a) Un enjeu sociétal L automobile, au niveau mondial, représente aujourd hui un véritable paradoxe : le parc ne cesse d augmenter, en particulier dans les pays émergents, entraînant toujours plus d émissions de C0 2. Emissions de C0 2 que, dans le même temps, les Etats s efforcent de réduire drastiquement pour limiter l effet de serre. Dans ce contexte, le véhicule électrique représente une alternative crédible. b) Diminuer les rejets de C0 2 En effet, si l on calcule le taux d émission de gaz à effet de serre résultant, d une part, de la combustion des carburants fossiles dans le véhicule et, d autre part, des activités minières, pétrolières ou gazières pour aller chercher sous terre les différents carburants, on constate que les émissions de C02 des véhicules électriques ou hybrides sont considérablement inférieures à celles des véhicules thermiques. c) Diminuer les rejets de particules fines La mauvaise qualité de l'air est responsable en France de près de 40 000 décès prématurés par an, soit près de 5%. Il est estimé que près de 12 millions de Français ont vécu en 2011 dans les zones n'ayant pas respectés les valeurs limites annuelles relatives aux particules fines (source : http://www.developpement-durable.gouv.fr). Face à ce problème majeur de santé publique et en réponse aux injonctions européennes la France a dû en 2011 présenter un plan d'amélioration de la qualité de l'air. L'actuel gouvernement a relancé le dossier des ZAPA (Zones d'actions prioritaires pour l'air) et a réuni le 20 septembre 2012 les collectivités concernées. A la suite de cette réunion, a été décidée la création d'un comité interministériel sur la qualité de l'air qui réunira notamment les villes qui souhaitent expérimenter les ZAPA afin de bâtir des solutions concrètes d ici le début de l année 2013. Page 6
d) Des constructeurs automobiles impliqués Par le passé, plusieurs tentatives ont déjà vu le jour afin de lancer ce type de véhicule sur le marché. Sans succès. Depuis, le contexte politique, économique et environnemental a changé. Les pouvoirs publics ont pris acte de l urgence à agir, la technologie (des batteries en particulier) a beaucoup évolué, et les constructeurs automobiles ont engagé des programmes de développement et de commercialisation de masse pour démocratiser cette nouvelle génération de véhicules. Pour preuve, les nombreux modèles présentés lors des derniers Salons de l Automobile à Paris. e) Un mode de transport en phase avec son temps Outre ses qualités propres, plus écologique, plus économique, silencieux, le véhicule électrique s inscrit parfaitement dans l évolution des comportements urbains en matière de transport. Idéal pour les trajets urbains et périurbains, il favorise la mobilité multimodale encouragée par de nombreuses municipalités, associant au sein d un même dispositif véhicule électrique, transports en commun, et modes de transport doux comme le vélo. f) Des solutions de charge sécurisées et intelligentes Charger un véhicule électrique n est pas un geste anodin. C est pourquoi l opération nécessite un système spécifiquement conçu à cet effet. Pourquoi éviter l'utilisation d'une prise domestique pour les voitures électriques? La charge normale d'une voiture électrique requiert une puissance de 4000 W pendant une durée d'environ 8 heures (une nuit entière). Les prises domestiques ne sont pas destinées à être sollicitées de manière intensive et prolongée, particulièrement pour une charge non linéaire telle que le véhicule électrique. Pour comparaison, les appareils de puissance similaire, tels qu'un chauffeeau, sont câblés directement depuis le tableau électrique et dispose d'un circuit et d'une protection dédiés. Surchauffe d'une prise standard visualisée en laboratoire par une caméra thermique avec une intensité de 16 A après plusieurs cycles de charge journaliers. Page 7
Certaines voitures sont livrées avec un câble compatible avec une prise domestique. Ce câble spécifique, qui doit intégrer une limitation de l'intensité à 8 A, ne doit être utilisé qu'en secours (conformément aux spécifications de l'ignes et du Gimélec). De plus, le fait de brancher son véhicule sur une prise domestique prive l utilisateur de toute option de communication et de gestion de l énergie. C'est la raison pour laquelle il est préconisé l'utilisation d'une prise de charge spécifique permettant le dialogue entre le véhicule et l'infrastructure de charge. De plus, avec l'augmentation de la puissance des chargeurs, les constructeurs automobiles adoptent massivement un mode de charge sécurisé (mode 3). L'utilisation d'une prise domestique reste une solution de dépannage, avec une durée de charge beaucoup plus longue. g) Choisir une infrastructure de charge sécurisée Le système de charge doit garantir la totale sécurité de l utilisateur, du véhicule, ainsi que de l installation électrique à laquelle il est raccordé. Il doit également autoriser une charge quotidienne et pour plusieurs heures, et cela sans impacter le fonctionnement des autres équipements reliés à la même installation de distribution électrique. Cette sécurité est assurée par divers dispositifs parmi lesquels une coupure automatique de l alimentation si le câble est débranché ou si la batterie a fini de charger. h) Maîtriser la consommation énergétique Des options d intelligence embarquée dans les infrastructures de charge permettent d aller au bout de la démarche environnementale en optimisant les consommations énergétiques et en améliorant le bilan carbone. Il est possible, par exemple, d opérer un délestage automatique pour éviter de dépasser la puissance souscrite auprès du fournisseur d'énergie ou encore de différer le lancement de la charge lorsque l énergie coûte moins cher. Demain, il sera également possible d'identifier la source de l énergie disponible sur le réseau et privilégier les énergies renouvelables au moment de la charge. Parallèlement, le véhicule pourra être utilisé comme source d énergie d appoint, l énergie stockée dans ses batteries étant utilisée pour soutenir le réseau en cas de pic de consommation ou en cas d urgence (coupure de câble, orage). En cela, le véhicule électrique s intègre parfaitement dans les futurs réseaux intelligents (Smart Grids). Page 8
PRESENTATION DE L ETABLISSEMENT I) Présentation a) L URMA antenne du Tarn L URMA antenne du Tarn accueille le plus important Centre de Formation d Apprentis du département. Celui-ci forme chaque année plus de 1200 apprentis. L équipe pédagogique est composée d environ 50 enseignants. Les locaux sont situés à Cunac, commune limitrophe de la ville d Albi, chef lieu du département de Tarn. Situation géographique de l URMA antenne du Tarn. L URMA antenne du Tarn comporte 8 filières principales (alimentation, hôtellerie / restauration, bois, électricité, coiffure, vente, automobile, bâtiment) et organise la formation en apprentissage pour la préparation de 32 diplômes (du CAP au BTS) relevant essentiellement des métiers du secteur de l artisanat. Page 9
L alternance permet au jeune d apprendre le métier en entreprise et de compléter sa formation théorique et technologique au centre de formation, le tout en acquérant une expérience et un diplôme. b) Le pôle électricité Vue de l entrée de l URMA antenne du Tarn. Le pôle électricité accueille une centaine d apprentis par an, répartis en deux sections essentielles que sont le CAP PROElec (Préparation et Réalisation d Ouvrages Electriques) en niveau V et le BP IEE (Installations et Equipements Electriques) en niveau IV. Le pôle accueille aussi des formations pour professionnels sur des thèmes bien précis. L ouverture depuis la rentrée 2013 d une section BTS Domotique permet de compléter l offre de formation de l URMA antenne du Tarn dans ce secteur d activité. Vue d ensemble de l atelier d électricité. Page 10
c) La Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn La Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn est l organisme gestionnaire de l URMA antenne du Tarn. Située sur le même site que l école, elle a pour principales missions de représenter et défendre l artisanat, mais aussi d accompagner les entreprises artisanales, de leur création à la transmission, ainsi que dans leur développement. Vue d ensemble de la CDMA. II) Fiche d identité Coordonnées de l URMA antenne du Tarn L adresse de l URMA antenne du Tarn est la suivante : CHAMBRE DE METIERS ET DE L ARTISANAT DU TARN 112 route des Templiers CUNAC - CS 22340 81020 ALBI Cedex 9 Autres coordonnées de l URMA antenne du Tarn : Tél. : 05 63 48 43 60 Fax : 05 63 47 66 70 E-mail : cfa@cm-tarn.fr Page 11
PRESENTATION DES PORTEURS DU PROJET I) Description des principaux interlocuteurs a) Coordonnées du porteur du projet de la maison pédagogique Le directeur de l URMA antenne du Tarn et porteur du projet de la maison pédagogique est : M. BEAUBOUCHER Michel Tél. : 05 63 48 43 60 E-mail : michel.beauboucher@cm-tarn.fr b) Coordonnées du porteur du projet pour la partie installation électrique Le porteur du projet pour la partie installation électrique en charge de sa conception et réalisation, mais aussi professeur d électricité est : M. AZEMA Luc Tél. : 05 63 48 43 60 Tél. portable : 06 87 47 50 73 E-mail : luc-azema@hotmail.fr c) Coordonnées de l inspecteur de l éducation nationale L inspecteur de l enseignement technique et de l apprentissage Conseillers techniques auprès du Directeur Académique : M. SERE Didier Tél. : 05 67 76 56 71 E-mail : apprentissage65@ac-toulouse.fr Page 12
DESCRIPTION GLOBALE DU PROJET I) Point technique sur les IRVE a) Recommandations et réglementation Le livre vert Recommandations sur les infrastructures de charge ouvertes au public pour les véhicules «décarbonés» : Le Livre Vert a pour ambition de constituer un guide destiné aux collectivités territoriales dans la mise en œuvre de leur projet de déploiement de l infrastructure de charge dans les espaces «ouverts au public». Trois principaux volets sont inclus dans son périmètre : un volet technique, présentant notamment les véhicules électriques et hybrides rechargeables devant être commercialisés d ici à 2013 en France, les différentes solutions de charge, ainsi que les principales recommandations en matière d équipement et de déploiement de l infrastructure de charge publique. un volet économico-juridique présentant une vision partagée sur le dimensionnement de l infrastructure de charge et la planification de son déploiement pour une agglomération donnée, les éléments de coûts pour l établissement et l exploitation de celle-ci dans le temps, les modèles économiques possibles pour recouvrir ces coûts et organiser l intervention des collectivités territoriales. un volet concernant les modalités d intervention financière de l Etat. Le déploiement des infrastructures de charge bénéficiera, en phase pilote, du soutien du Programme Investissements d Avenir, dans le cadre des actions «villes de demain» et «véhicule du futur». Plus d'information sont disponibles sur les sites www.developpementdurable.gouv.fr/ et www.gimelec.fr Page 13
Le décret officiel Le ministère de l écologie, du développement durable, des transports et du logement publie le décret n 2011-873 du 25 juillet 2011 relatif aux installations dédiées à la charge des véhicules électriques ou hybrides chargeables dans les bâtiments et aux infrastructures pour le stationnement sécurisé des vélos. Ce décret fixe les dispositions nécessaires à l installation d équipements électriques permettant la charge des véhicules électriques et hybrides dans les parcs de stationnement des bâtiments d habitation et de bureaux. Les dispositions du décret s appliquent aux bâtiments neufs dont la date de dépôt de la demande de permis de construire est postérieure au 1 er juillet 2012 aux bâtiments existants à compter du 1 er janvier 2015. Locaux devant être équipés pour la charge des véhicules électriques ou hybrides rechargeables : Les habitations de plus de deux logements disposant de places de stationnement d'accès sécurisé (1). Les bâtiments tertiaires disposant de places de stationnement d'accès sécurisé (1). (1) Garages privatifs, parkings fermés, etc. Page 14
Dispositions minimales à prévoir Des fourreaux, des chemins de câbles ou des conduits doivent être prévus pour l'alimentation ultérieure d'au moins 10 % des places de stationnement (avec un minimum d'une place). Les circuits destinés à la charge des véhicules électriques doivent être issus : Bâtiments collectifs d'habitation : des parties communes (tableau de répartition principal TGBT ou tableau divisionnaire). Bâtiments à usage tertiaire : du tableau général à basse tension (TGBT). D autres informations sont disponibles sur le site http://www.legifrance.gouv.fr/ b) Technologie du véhicule électrique La voiture est généralement équipée d un ou plusieurs moteurs électriques dont la puissance totale peut aller de 15 à 100 kw selon sa taille, l usage et les performances recherchées. Exemple pour une petite berline 4 places : 48 kw (65 CV). Le groupe de batteries fournit l énergie provenant soit de la charge par câble depuis une source extérieure, soit de la décélération du véhicule, le moteur fonctionnant alors en générateur. La capacité des batteries est de l ordre de 5 à 40 kwh, leur tension totale de 300 à 500 V. Page 15
Composition du circuit de charge d un véhicule électrique. Equipements nécessaires à la charge Chargeur : il est intégré à la voiture car totalement optimisé selon les caractéristiques de la batterie. Il convertit le courant alternatif d une station 230 V monophasé ou 400 V triphasé, en courant continu. Il intègre tous les dispositifs de sécurité de charge et génère des informations de service consultables dans la voiture. Pour des raisons de sécurité, le chargeur limitera son appel de courant au maximum acceptable par la borne de la station de charge. Câble de charge : multiconducteur, il est équipé de deux fiches : fiche mâle type 3 côté borne de charge, fiche femelle type 1 ou 2 côté véhicule. Une à deux prises sur les véhicules : 2 prises : - une en courant alternatif pour la charge normale ou accélérée, - une en courant continu pour la charge rapide (125 A / 500 VCC), 1 seule prise pour les véhicules capables de recevoir de la charge normale à rapide en courant alternatif. Les 4 types de charge Charge lente : courant alternatif à 2 kw Charge normale : courant alternatif à 4 kw Charge accélérée : courant alternatif de 7 à 22 kw Au-delà, on parle de charge rapide : 43 kw. en courant continu ou alternatif selon les constructeurs. Page 16
c) L'autonomie Les éléments ayant un impact sur l'autonomie Les constructeurs annoncent une autonomie moyenne de 150 km. Mais au delà de la capacité de la batterie, l autonomie du véhicule dépendra aussi directement : du type de trajet (plat, varié, urbain, ), du mode de conduite, des accessoires utilisés (phares, chauffage, climatisation, essuie-glace, autres accessoires, etc.). Coût d'une charge La charge complète coûte environ 3, sur la base du tarif à puissance limitée (tarif Bleu) de 0,1287 /kwh. Combien de temps faut-il pour faire le «plein»? Exemple pour un véhicule doté d'une batterie de capacité de 22 kw/h avec une autonomie de 150 km. Page 17
Distance parcourue en kilomètre avec 1 heure de charge d) Les différents véhicules électriques en 2013 Liste des marques et modèles Les véhicules mode 3 sont compatibles mode 2 (cordon mode 2 disponible en option auprès du constructeur). Les premières ventes démontrent que le cordon mode 2 est acheté dans 100 % des cas (source Renault). Page 18
e) Les différents modes de charge des véhicules Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Prise non dédiée (1) Prise non dédiée (1) avec dispositif de contrôle incorporé au câble Prise sur circuit dédié (2) Station courant continu Branchement du véhicule électrique au réseau de distribution du bâtiment par le biais de socles de prise de courant domestique en monophasé, avec conducteurs de terre et d alimentation. Cette solution n est pas préconisée pour des raisons de sécurité. Branchement du véhicule électrique au réseau de distribution du bâtiment par le biais de socles de prise de courant domestiques en monophasé, avec conducteurs de terre et d alimentation. Des fonctions de contrôle de charge de base sont intégrées au câble. L'intensité de charge devra être limitée à 8 A suivant les préconisations du Gimelec et du guide UTE C 15-722 / UTE C 17-722. Des solutions sont proposées avec des prises domestiques dont l'usage devra être limité à la charge de véhicules appelant moins de 8 A tels que les 2 roues ou les quadricycles légers. Branchement du véhicule électrique au réseau de distribution du bâtiment par le biais de socles pour prises de courant spécifiques sur un circuit dédié. Une fonction de contrôle de charge est intégrée au socle de la prise. Solution préconisée. C'est le seul mode garantissant le plus haut niveau de sécurité grâce à la communication établie entre le véhicule et l'infrastructure de charge. Ce mode implique l'utilisation d'une prise de type 3. Branchement du véhicule électrique sur un chargeur externe équipé d un câble fixe spécifique et délivrant du courant continu. Le chargeur intègre la fonction de contrôle et la protection électrique. Des solutions sont proposées comme des stations de charge rapide utilisant un protocole de charge comme ChadeMo. (1) La sécurité des personnes et des biens est tributaire de l état du réseau électrique préexistant, lequel est souvent vétuste et non conforme aux dernières normes (problème de calibre des protections, absence ou non conformité de la prise de terre, câbles vétustes, etc.). (2) Solution mise en avant par le Livre vert. Page 19
f) Recommandation du Mode 3 pour les voitures 100 % électriques Le Mode 3 est recommandé en France, ainsi que la prise de Type 3, ce qui compose une association qui garantit un maximum de sécurité et des performances de charge optimales. Pour plus de fonctionnalité Le Mode 3 permet d établir une communication permanente entre le véhicule électrique et l infrastructure de charge. Il nécessite une prise dédiée à cet usage (Type 3 par exemple). Pour des raisons d'économie et de sécurité, il devient alors possible d ajuster en temps réel la quantité d énergie attribuée à chaque véhicule en fonction de paramètres extérieurs, tels que : le nombre de véhicule à charger simultanément, le courant maximal que la borne peut fournir ou encore la consommation instantanée de l installation, etc. Il est le seul mode à permettre une gestion de l énergie avancée et est donc indispensable pour l intégration des infrastructures de charge dans les réseaux intelligents Smart Grid. Pour plus de sécurité Par opposition avec la prise domestique, avec le mode 3, le branchement et la déconnexion du câble se font hors tension. Une fois le véhicule raccordé, la borne vérifie l'intégrité de tout le système de charge avant d'injecter le courant. Le mode 3 prévoit : la mise à la terre du véhicule pendant la charge, l'autodiagnostic de la borne avec coupure automatique en cas de défaut, le diagnostic du circuit de charge du véhicule avec coupure automatique en cas de défaut, la limitation du courant de la charge selon le diamètre du câble de charge, la protection contre surcharge, court circuit défaut d'isolement par disjoncteur et protection différentielle externes obligatoires. Page 20
Câble de charge pour le Mode 3 (avec fiche Type 3) Les fils pilote permettent à la borne de communiquer avec le véhicule et ainsi de vérifier que les conditions de sécurité sont réunies avant d'injecter le courant. La fiche type 3 (côté borne de charge) est équipée d'une éclisse de sécurité qui offre une protection contre les contacts directs (IP XXD). Cette protection contre les contacts accidentels est conforme à la réglementation française. Fiche type 3 EV Plug. Page 21
g) Les différents types de prise Mode de charge associé Alimentation Charge en courant alternatif Côté véhicule Côté réseau électrique Type 1 Type 2 Domestique Type 3 Socles de prises et fiches mobiles Socles de prises et fiches mobiles Socles de prises et fiches mobiles Socles de prises et fiches mobiles Mode 1, 2 ou 3 Mode 1, 2 ou 3 Mode 1 ou 2 Mode 3 Monophasée Courant maxi. 32 A 63 A Monophasée ou triphasée Monophasée 10/16 A limité à 8 A pour la charge de véhicules électriques suivant les préconisations de l'ignes et du Gimélec Monophasée ou triphasée 32 A Tension maxi. 250 V 500 V 250 V 500 V Nombre de broches 5 7 3 5 ou 7 Prises Commentaires Il dépend du constructeur et du type de véhicule Ce type de prise nécessite de limiter le courant de charge à 8 A afin d'éviter tout risque de surchauffe. Cela implique une durée de charge beaucoup plus longue. Solution préconisée C'est le seul type garantissant le plus haut niveau de sécurité : protection contre les contacts directs impossibilité de branchement sur un circuit inadapté Cette prise induit une charge Mode 3. Page 22
Charge en courant continu Mode de charge associé Alimentation Courant maxi. Tension maxi. Nombre de broches Côté véhicule Type 1 Socles de prises et fiches mobiles Mode 4 Courant continu 125 A 500 V 7 Côté réseau électrique Station service Câble solidaire de la borne Certifiée CHAdeMO h) Les bornes de charge Bien plus qu'une simple prise d'alimentation électrique, la borne de charge permet de réaliser la charge du véhicule électrique en toute sécurité avec une efficacité maximale. Contrairement à une prise domestique, qui n intègre aucune fonction spécifique, la borne de charge pour véhicules électriques est conçue spécialement pour cette opération. Pour cela, elle rassemble un équipement de commande ainsi qu un socle de prise spécifique. Ce dispositif permet d établir l alimentation électrique de puissance vers le véhicule, il est composé d un contacteur et d une carte électronique ainsi que de divers équipements selon les modèles (parafoudres, alimentation, etc.). L utilisateur dispose également de boutons poussoirs ou éventuellement d un écran d information LCD pour gérer le fonctionnement de la borne. Les bornes Green up Parking peuvent bénéficier de l'option système de supervision. Page 23
i) Les architectures de charge Les bornes autonomes Ces bornes assurent la charge des véhicules électriques de manière indépendante. Chaque borne est directement raccordée à un tableau électrique d'alimentation et de protection. Les grappes de bornes Principe de la borne autonome. Lorsque plusieurs bornes sont nécessaires, celles-ci peuvent, soit fonctionner de manière indépendante comme des bornes autonomes, soit être associées à un système de distribution et de gestion centralisée (coffret de gestion). Ce système a pour principales fonctions d'assurer l'alimentation électrique, la protection et la gestion du fonctionnement de la grappe de bornes en fonction des besoins des utilisateurs et de l'installation. Pour répondre aux spécificités de chaque installation, il existe deux types d'architecture de charge : les bornes autonomes et les grappes de bornes avec coffret de gestion de l'énergie. Principe des grappes de bornes. Page 24
j) Méthode de choix de l architecture de charge Une infrastructure de charge de véhicules électriques est composée d une ou plusieurs bornes de charge. Selon les besoins de chaque installation, il est proposé soit des bornes indépendantes, soit des bornes intégrées dans une architecture appelée «grappe de bornes». Organigramme de la méthode de choix de l architecture de charge. Page 25
k) La gestion de l'énergie Mieux gérer l'énergie Compte tenu de la consommation électrique des infrastructures de charge, de trois à plusieurs dizaines de kilowatts par point de charge, la question de la gestion de l'énergie doit impérativement être prise en compte. Tout d'abord pour des questions d'organisation de l'infrastructure de charge, mais aussi pour des questions de coût. Les contraintes induites sur le bâtiment La station de charge étant raccordée à l'installation électrique, sa puissance peut alors représenter une part importante de la puissance totale de l installation électrique. Cela implique des contraintes supplémentaires dont il faut tenir compte : la puissance souscrite est-elle suffisante? le fonctionnement des bornes de charge ne va-t-il pas dégrader de façon significative le confort des usagers du bâtiment? Trois objectifs majeurs L utilisation simultanée de toutes les bornes de charge ne doit pas conduire à un dépassement : de la puissance souscrite, pour la station si elle dispose de son propre branchement de la puissance maximale liée à sa conception, si elle est simplement raccordée à une installation principale de la puissance disponible sur le réseau du distributeur. Les véhicules doivent être rechargés selon divers critères de priorité : priorité d usage du véhicule, dans le cas d une flotte, priorité du tarif de charge choisi par l utilisateur, Pour des raisons de coût variable de l énergie selon la plage horaire : il peut être judicieux de privilégier la charge des véhicules pendant les périodes les plus favorables (heures «creuses» en France) à contrario, d en éviter d autres : heures de «pointes» pour bénéficier d un avantage particulier du distributeur d énergie par un décalage volontaire de consommation contribuant à la gestion intelligente de son réseau (le Smart Grid). Page 26
l) Les solutions Legrand pour les bornes autonomes L'optimisation de l'énergie Fonctionnant de manière entièrement indépendante, ces bornes peuvent toutefois être associées à des dispositifs externes afin d'optimiser leur fonctionnement : un interrupteur horaire pour autoriser la charge aux seules périodes définies par l'utilisateur un délesteur pour empêcher le fonctionnement simultané de plusieurs récepteurs afin d'éviter tout dépassement de la puissance souscrite un contacteur heures creuses afin de démarrer automatiquement la charge lorsque la période tarifaire est la plus avantageuse, etc. Sur les bornes Green up, il est également possible de piloter le fonctionnement de chaque borne à partir d'un logiciel de supervision. Les solutions Legrand La solution qui permet le pilotage de la charge à distance : La borne Green up premium permet de recharger les véhicules en mode 2 et mode 3. Reliée à l infrastructure bus ou au réseau IP, elle autorise le pilotage de la charge à partir d un écran domotique My home, d un smartphone, d une tablette numérique ou d un PC. La solution pour parking de stationnement d entreprise sur pied ou à fixation murale : résistante aux chocs, la borne Green up premium IK 10 est la solution pour flotte de véhicules. Un lecteur de badge intégré permet l identification du salarié, le déverrouillage de la borne et le décompte de l énergie consommée. La solution qui intègre le paiement de l énergie consommée : La borne Green up premium pour parking public ou stationnement de rue est d une simplicité absolue : le paiement de l énergie consommée peut être ajouté à la location de l emplacement par le système de facturation habituel du gestionnaire de stationnement. Page 27
Borne Green up premium IK 10 - triphasé Page 28
m) Label Legrand Green up et Renault ZE Ready Les installations de recharge pour véhicules ne sont pas des installations électriques tout à fait comme les autres. La charge des batteries requière une énergie importante qui sollicite les installations de manière répétitive, avec des courants élevés, sur de longues périodes. Un certain nombre de précautions doit être pris pour préserver la sureté des infrastructures ; la sécurité des personnes mais aussi la fiabilité des véhicules dans l objectif d un service rendu optimal. La normalisation a permis d élaborer des documents qui encadrent à minima ce nouveau besoin. Mais, conscients des enjeux de société que représente le véhicule électrique et des exigences particulières qu il engendre, les grands acteurs du marché ont souhaité aller plus loin dans la garantie apportée aux futurs utilisateurs de véhicules électriques. Green up system : La garantie d une installation de recharge évaluée, maitrisée et contrôlée Le label de référence, créé par Legrand, pour les infrastructures et les bornes de recharge permet de proposer un service complet, de garantir la conformité aux normes d installation et aux exigences des constructeurs automobiles en s appuyant sur un installateur Green up formé et réactif ZE Ready : La garantie d un système de charge testé, performant et parfaitement adapté au véhicule Le label créé à l initiative de Renault vise à apporter plus de sécurité, plus de fiabilité et une véritable cohérence entre l installation électrique, le système de charge et le véhicule. Il vise également à assurer l interopérabilité entre les différents véhicules. ZE Ready est actuellement en version 1.2 pour assurer la compatibilité avec le véhicule Zoé. A terme, le label devrait évoluer sur le même socle technique vers une marque plus large dénommée EV Ready. Legrand est le seul constructeur à proposer une labellisation dans cette double forme. Les prescriptions de diagnostic, de mise en œuvre, de prescription de produits et de conformité aux normes, de contrôle final, de suivi et d enregistrement permettent de respecter ce processus. Seul un installateur qualifié Green up et un partenaire agréé ZE Ready peuvent assurer ce service qui ne prendra effet qu à réception de la déclaration de conformité accompagné des identifiants et des coordonnées. Page 29
II) Cahier des charges a) Le site d implantation du projet Le site choisi pour l implantation de l Infrastructure de Recharge pour Véhicule Electrique est situé à l entrée de la CDMA du Tarn, dans le prolongement du Bâtiment de l accueil, côté parking visiteur. Ce site est privilégié de par sa situation à proximité immédiate de l entrée du parking de la CDMA du Tarn et l entrée du bâtiment ou se trouve l accueil des visiteurs. b) Plan d implantation La borne de recharge sera implantée sur le parking visiteur, immédiatement à droite de l entrée principale de la Chambre de Métiers et de l Artisanat du Tarn, ou passe les véhicules et les piétons. Plan d implantation de la borne de recharge. Page 30
c) Descriptif technique Installation dans un parking de stationnement dans les bâtiments publics ou privés (salariés, flotte de véhicules, surfaces commerciales ). Point de recharge pour véhicule électrique ou hybride rechargeable Le décret du 27 juillet 2011 définit les dates et règles d application du «droit à la prise» dans les bâtiments tertiaires et résidentiels collectifs (à partir de deux logements). Depuis le 1 er janvier 2012, toutes les constructions neuves doivent disposer : d au moins 10 % des places de parking équipées ou pré-équipées pour la recharge de véhicules électriques, d un système de mesure pour la facturation des consommations. Les mêmes règles s appliqueront à tous les bâtiments tertiaires existants à compter du 1 er janvier 2015. Afin de garantir le niveau de sécurité des personnes et des biens, l installation des points de recharge pour véhicules électriques sera réalisée par un installateur électricien Green up ou équivalent. Choix du mode de recharge Les véhicules électriques sont équipés suivant le modèle et la marque d un cordon de charge avec une fiche électrique normalisée soit : en mode 1 : fiche 2P+T pour une charge en monophasé en mode 2 : fiche 2P+T pour une charge en monophasé avec ou sans système de reconnaissance de type Green up System ou similaire en mode 3 : fiche 3P+N+T à éclips EV Plug pour une charge en monophasé ou en triphasé avec fil pilote pour communication entre le véhicule et l infrastructure (par exemple : pilotage, consommation ). Option 1 : Caractéristiques de la prise mode 1 / mode 2 Prise de sécurité 2P+T, 3,2 kva, de performance 25 KWh / 8 heures / 230 V~, compatible avec tous les véhicules mode 1 et mode 2 du marché, aucun contact accessible sous tension, obturateur à éclips, IP 55/IK 10, métal, de type Green up Access de Legrand ou équivalent, livrée avec patère de suspension du boîtier de contrôle du cordon de recharge. Conformément au Guide UTE C15-100-722, l identification relative à l usage de la recharge de véhicule électrique et les limites d utilisation figureront sur le produit par construction. Cette prise sera équipée d un système de reconnaissance de type Green up System de Legrand ou équivalent et permettra de recharger tous les véhicules mode 2 en charge complète en un temps optimisé si le cordon constructeur livré avec le véhicule électrique intègre une fiche Green'up System. Page 31
Raccordement direct par câble ou fil 3 x 2,5 mm² minimum à partir du tableau électrique, ligne dédiée (une ligne par prise) avec protection par disjoncteur différentiel 30 ma type Hpi - 20 A - courbe C de marque Legrand ou équivalent (ou interrupteur différentiel 30 ma type A et disjoncteur 20 A - courbe C). En prévision de l'achat d'un véhicule mode 3 communicant, prévoir, à partir du tableau un fourreau (pour câble BUS, pilotage horaire ) pour raccordement de la borne communicante de type Green up Premium ou équivalent. L installation d un parafoudre type 2, Imax 12 ka, bipolaire, avec protection intégrée (Icc 10 ka) de marque Legrand ou équivalent est recommandée. Afin de faciliter l'accessibilité, la prise sera installée entre 0,80 et 1,20 m du sol. Afin de garantir un accès restreint, la prise Green up Access métal avec volet verrouillé de marque Legrand ou similaire sera installée. Pour une installation hors bâti, on installera une borne IP 55/IK 08 de type Green up Access de Legrand ou équivalent. Le pied métallique de la borne permettra une fixation au sol. Il pourra être raccordé à une terre spécifique indépendamment de la prise via un connecteur de liaison équipotentielle. Option 2 : Caractéristiques de la borne mode 3 Borne de sécurité Green'up Premium de Legrand ou équivalent IP 44/IK 08 : elle comporte en latéral, pour favoriser l'accessibilité, une prise 3P+N+T EV Plug pour le mode 3 communicant, équipée d obturateurs à éclips. Les voyants en face avant permettront de visualiser la charge, la présence tension, les défauts éventuels. Le point de recharge intègre un pilotage heures creuses afin de bénéficier d une recharge automatique suivant l'abonnement du fournisseur d'énergie en tarif heures creuses évitant ainsi les pointes de charge du réseau. Possibilité de pilotage externe par horloge, délesteur, interrupteur L installation d un parafoudre type 2, Imax 12 ka, bipolaire, avec protection intégrée (Icc 10 ka) de marque Legrand ou équivalent est recommandée. Afin de faciliter l'accessibilité, la borne murale sera fixée à environ 1,20 m du sol (accès aux prises entre 0,90 m et 1,20 m). En monophasé (puissance 3,7 kva) raccordement direct par câble ou fil 3 x 2,5 mm² minimum à partir du tableau électrique, ligne dédiée protégée par disjoncteur différentiel 20 A - courbe C - 30 ma type Hpi et déclencheur à émission de tension (signal de sécurité) de marque Legrand ou équivalent au tableau pour une borne murale. Page 32
Option 3 : Caractéristiques de la borne mixte (mode 2 + mode 3) Borne de sécurité Green'up Premium de Legrand ou équivalent : IP 44/IK 08 plastique ou IP 55/IK 10 inox. Comportant en latéral, pour favoriser l'accessibilité : une ou deux prise(s) 3P+N+T EV Plug mode 3 communicant, équipée(s) d obturateurs à éclips ou standard EV Plug et une ou deux prise(s) de sécurité 2P+T, 3 kva, de performance 25 KWh / 8 heures / 230 V (alternatif), compatible(s) avec tous les véhicules mode 1 et mode 2 du marché ; conformément au Guide UTE C15-100-722, l identification relative à l usage de la recharge de véhicule électrique et les limites d utilisation figureront sur le produit par construction ; cette (ou ces) prise(s) sera (ou seront) équipée(s) d un système de reconnaissance de type Green up System de Legrand ou équivalent et permettra (ou permettront) de recharger tous les véhicules mode 2 en charge complète en un temps optimisé si le cordon constructeur livré avec le véhicule électrique intègre une fiche Green'up System. Les voyants en face avant de la borne IP 44 permettront de visualiser la charge, la présence tension, les défauts éventuels (écran de contrôle sur la borne IP 55). En monophasé (puissance 3,7 kva) raccordement direct par câble ou fil 3 x 2,5 mm² minimum à partir du tableau électrique, ligne dédiée (deux lignes dédiées pour les bornes deux véhicules) protégée par : disjoncteur différentiel 20 A - courbe C - 30 ma type Hpi et déclencheur à émission de tension (signal de sécurité) de marque Legrand ou équivalent au tableau pour une borne murale, disjoncteur 20 A - courbe C - de marque Legrand ou équivalent, pour une borne sur pied (protection différentielle incluse dans la borne). En triphasé, raccordement soit par câble ou fil 5 x 10 mm² minimum (+ 3 x 2,5 mm²) minimum ou par canalisations électriques préfabriquées de moyenne puissance 63 / 100 / 160 A (de marque Legrand Cable Management ou équivalent) suivant le nombre de bornes à installer, suivant les résultats de la note de calcul et la configuration de l'installation (puissance par borne 22 kva). A partir d un tableau électrique, ligne dédiée protégée par : inter différentiel 4 x 40 A - 30 ma - type B + disjoncteur 4 x 40 A - courbe D + disjoncteur Ph/N ou bipolaire 20 A courbe C + déclencheur à émission de tension (2 signaux de sécurité 2 x 1,5 mm²), de marque Legrand ou équivalent, à installer dans le tableau électrique pour une borne murale, disjoncteur 4 x 40 A - courbe D pour une borne sur pied (protection différentielle incluse dans la borne). Prévoir deux lignes séparées pour une borne deux véhicules. L installation d un parafoudre type 2, Imax 12 ka, bipolaire, avec protection intégrée (Icc 10 ka) de marque Legrand ou équivalent est recommandée. Page 33
Afin de faciliter l accessibilité, la borne murale sera fixée à environ 1,20 m du sol (accès aux prises entre 0,90 m et 1,20 m). Option identification : la borne pourra être verrouillée par un badge personnel avec technologie Mifare permettant de libérer l'énergie en choisissant une borne de type Green'up Premium de Legrand ou équivalent équipée d'un dispositif d'identification RFID. Option comptage de la consommation Conformément aux exigences d'efficacité énergétique, il sera réalisé un comptage pour chaque borne ou prise de recharge. Un compteur d'énergie de type EMDX3 Legrand ou équivalent communicant Modbus RS 485 sera situé dans le tableau des services généraux. L'affichage de la consommation sera réalisé au travers d'un écran et d'une infrastructure de communication IP i-communicante de type Legrand ou équivalent. Option pilotage de la charge des véhicules Un gestionnaire de charge Green up sera installé et permettra une adaptation du niveau de charge des véhicules électriques (mode 3) et l arbitrage entre les points de charge en fonction des priorités et de la puissance disponible dans le bâtiment. Option mode de paiement de consommation d énergie Le paiement de l énergie consommée sera ajouté à la location de l emplacement par le système de facturation habituelle du gestionnaire de stationnement. Page 34
d) Caractéristiques générales des bornes Legrand Bornes 3,7 kva inox - Port RS 485 avec identification RFID IP 55 - IK 10 Convient pour lieux de vie de type parkings collectifs, lieux de travail ou voie publique Système d'identification par badge RFID, lecteur encodeur RFID intégré Verrouillage mécanique autorisant l'accès aux prises modes 2 et 3 et empêchant de déconnecter pendant la charge Livrées avec 5 badges à enregistrer (100 maxi) Badges supplémentaires à commander séparément : technologie Mifare format ISO réf. 0 767 11/12/13 Intégration possible dans système d'exploitation existant (badges ou tickets Mifare pour parkings collectifs) Communication par port IP avec convertisseur IP réf. 0 046 88 (à commander séparément) Bornes Green up Premium monophasées Permettent de recharger en toute sécurité tous les véhicules électriques (équipés de chargeurs monophasés et triphasés) et hybrides rechargeables livrés en mode 2 ou en mode 3 Conformes aux normes IEC 61851-1 et 61851-22 Equipées : d'un socle 2P+T (sauf réf. 0 590 75) à éclips Green'up Access bénéficiant de l'innovation Green'up system, technologie du groupe Legrand, permettant le déclenchement de la puissance maximum et garantissant une recharge sécurisée et rapide pour fiche 2P+T (mode 2) d'un socle à éclips EV Plug 3P+N+T (fonctionnement en monophasé) avec fil pilote (mode 3) Raccordement : soit, à partir du tableau électrique, par 1 ligne dédiée protégée 20 A courbe C (2 lignes dédiées pour les bornes 2 véhicules) soit, dans le cas d'une installation de plusieurs bornes, par canalisations électriques préfabriquées (voir catalogue Legrand Cable Management) Protection différentielle : pour borne à fixation murale : par différentiel 30 ma - type A ou Hpi à installer au tableau électrique, à commander séparément pour borne sur pied : par disjoncteur différentiel 20 A - 30 ma - type Hpi inclus dans la borne Monophasées - 230 V Pilotage heures creuses intégré ou par commande type horloge, délesteur, interrupteurs... (entrée signal 230 V) Bornes de recharge conformes aux spécifications ZE Ready 1.2 pour les règles de construction applicables aux produits ZE Ready est une marque déposée de Renault Page 35
Modes 2 et 3 - sur pied métallique Livrées avec protection différentielle et platine de fixation au sol Trappe d'accès avant (fermeture barillet 2433 A) et panneau arrière démontable Pour recharge de 2 véhicules simultanément e) Caractéristiques de la borne choisie Page 36
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PROJET PEDAGOGIQUE I) Organisation de l épreuve E6 «mise en œuvre des systèmes» BTS Domotique a) Présentation Durant la seconde année du BTS Domotique, les élèves (candidats issus de la voie scolaire, de l apprentissage et de la formation continue) doivent rendre compte de la réalisation d une étude et d une réalisation technique. Ce projet est appelé : «thème». Le projet se déroule durant la seconde année de formation d octobre à mi-juin, date de la soutenance orale de l épreuve E6 «mise en œuvre des systèmes». Les étudiants travaillent par groupe de 2 personnes. L épreuve est sanctionnée par la rédaction d un rapport de thème et par une soutenance orale d une durée de 1h20 et de coefficient 7. Le thème est en partenariat avec un client réel (un particulier ou une entreprise), qui a fait part de réels besoins dans les domaines couverts par le BTS Domotique (confort, sécurité des biens et des personnes, gestion technique des bâtiments, communication des réseaux,...). Le thème se déroule en 4 phases principales, ponctuées de revues critiques (oraux notés) lors desquelles les étudiants présentent leurs travaux et leurs résultats. C est dans le cadre de cette épreuve que l Infrastructure de Recharge pour Véhicule Electrique sera réalisée. Données pour l examen Différentes pièces doivent être fournies pour l épreuve, à savoir : Le dossier constitué par le candidat durant les activités consacrées à l étude et à la réalisation d un équipement domotique, au cours de la deuxième année. La réalisation correspondante (installation ou maquette). Le rapport de stage en entreprise. Page 38
Modalités de préparation du projet Le projet se déroule durant la deuxième année de formation, en deux étapes, sur une durée maximale de 200 heures au total : 1 ère Etape : étude de faisabilité et conception. 2 ème Etape : réalisation et mise au point. b) Déroulement 1 ère Etape L étude de faisabilité : d octobre à décembre La première étape débute en octobre et doit aboutir d abord à une revue critique de faisabilité, au plus tard après une trentaine d heures de recherche, partagée entre les enseignements d étude et de conception des systèmes (essentiellement), communication, négociation et technique de commercialisation, et mise en œuvre des systèmes (pour les tests et mesures nécessaires). Il s agit de la recherche du besoin «fondamental» (la raison pour laquelle le client a proposé ce projet) et des besoins «spécifiques» (appelés «fonctions») : les contraintes et les attentes du client concernant le produit final. Ces besoins et leurs caractérisations sont ensuite regroupés dans un Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF). C est de ce dernier dont découleront les solutions qui seront proposées par les étudiants. L étude de conception : de janvier à février Cette première étape se poursuit par la conception de l installation et/ou du service qui doit être validée par une revue critique de conception ayant lieu au plus tard fin février. Cette phase de conception se déroule pour l essentiel en étude et conception des systèmes, en association temporaire avec la mise en œuvre des systèmes en tant que de besoin. Dans tous les cas, la revue critique de conception associe les professeurs de ces deux enseignements et ceux d économie et gestion, si nécessaire. Avant de répondre au besoin du client, les étudiants recherchent toutes les technologies qui sont susceptibles d être appliquées à leur projet. Cette phase de recherche exhaustive, faisant abstraction des particularités des besoins, permet aux élèves de maîtriser le domaine spécifique de leur étude. Suite à cela, ils identifient, sélectionnent et proposent au client des solutions techniques conformes au Cahier des Charges Fonctionnel. Page 39
Le client choisit la solution répondant le mieux à ses besoins à l aide d'un comparatif technique et commercial que les étudiants établissent. L étude de définition : de février à mars La revue critique de conception passée, et les garanties sur les approvisionnements et les délais prises, les activités sont centrées sur la définition du produit. Cette phase de définition doit être terminée au plus tard fin mars et se conclure par une revue critique de définition. Une fois la solution choisie par le client, les étudiants élaborent l ensemble des documents techniques nécessaires pour assurer la réalisation de cette solution retenue (dessins d ensembles, plans de raccordement, de cheminement, d exécution et d assemblage,...) et recherchent les informations nécessaires pour paramétrer la solution (modes d emplois des logiciels, notices des modules,...). 2 ème Etape La réalisation et le paramétrage : de mars à mai La seconde étape concerne la réalisation et la mise au point du produit et des services. Elle doit débuter au plus tôt début mars, et se conclure au plus tard fin mai. Elle donne lieu à la rédaction de documents de réalisation (d organisation et de suivi). Des documents de mise en œuvre, de réglage et de maintenance seront élaborés. Un ensemble de documents de certification et de prise en main seront prévus chaque fois que possible. La durée de cette étape sera modulée en fonction de la difficulté du projet, de sorte que la totalité des deux phases n excède pas 200 heures. Une fois la solution définie, les étudiants réalisent ou font réaliser par des techniciens la solution choisie, puis la paramètrent dans la configuration attendue par le client. La réalisation étant obligatoire pour l oral du BTS, dans le cas où le client ne peut faire installer tout ou partie de la solution choisie pour des raisons budgétaires ou autres, une maquette simulant les attentes du client doit être réalisée au lycée à l aide de matériels présents dans les plateformes du BTS ou prêtés par le client. L équilibre entre les durées de chaque période sera recherché en fonction du type de projets retenus. Le temps consacré à la réalisation n excédera pas un volume horaire de 60 heures par candidat. La rédaction et la mise au point des documents peuvent être en partie (réduite) prévues sur le temps de travail personnel des étudiants, sans toutefois excéder le quart du temps total réservé à ce type d activité, au cours du projet. Page 40
c) Soutenance orale La durée de la soutenance orale est de 1h20, réparti en 5 min de soutenance du projet et 30 min d entretien avec la commission d interrogation (jury). La soutenance se décomposera comme suit : Pour les groupes de 2 étudiants : 10 minutes de présentation (5 minutes par étudiant) puis 45 minutes de présentation individuelle. Soutenance du projet (50 minutes) Le candidat présente l économie générale du projet. Il situe le problème posé, les démarches mises en œuvre et les résultats obtenus. Il met en évidence les activités communes à l équipe et celles qu il a conduites en toute autonomie. Il présente la documentation des équipements et de l installation, en s'attachant particulièrement à justifier les solutions retenues en fonction des contraintes du cahier des charges (techniques et économiques). Cette soutenance doit permettre au candidat de présenter l ensemble des travaux et réalisations, exposer les démarches adoptées, justifier des choix retenus, rendre compte des difficultés rencontrées et de la manière dont elles ont été surmontées, faire le bilan de l évolution du projet et de ses perspectives (évolution. suivi, adaptation, conséquences économiques et techniques, etc.). Une mise en route et une démonstration de l équipement réalisé doivent permettre de montrer à la fois la maitrise du système par le candidat et l adéquation de l équipement au cahier des charges et aux besoins exprimés par l utilisateur. Entretien avec la commission d interrogation (durée maximale : 30 minutes) A l issue de la soutenance la commission qui a fait un examen approfondi du dossier et du rapport de stage du candidat mis à sa disposition, (les dossiers de thèmes seront remis au chef de centre pour le vendredi 5 juin 2015, 14h00, délai de rigueur) engage un dialogue avec le candidat. Celui-ci a pour but : 1 D affiner la perception qu il a de certains aspects du dossier et de la réalisation afin de se conforter dans le sentiment que le travail fourni par le candidat est bien le résultat d une réelle autonomie de pensée et d action de celui-ci au sein de l équipe à laquelle il appartient. 2 D apprécier les capacités du candidat à répondre avec une argumentation pertinente à des questions posées relatives au dossier et au stage. 3 - De présenter les activités de son stage en analysant les problèmes rencontrés et les démarches adoptées. Page 41
4 D apprécier les capacités du candidat à saisir les données constitutives de l entreprise, à comprendre son fonctionnement sur les plans de la technique, de l organisation et de la gestion. Un des objectifs à poursuivre est d inviter le candidat à établir des comparaisons entre le thème qu il a étudié et les tâches accomplies pendant son stage, à formuler ses réflexions sur les solutions retenues dans les deux cas. Coefficient Le coefficient 7 est réparti comme suit : Un coefficient 1 est affecté à la conduite de l étude, de la réalisation et de la mise au point du système. Les 20 points correspondants sont attribués à partir des notes et appréciations portées par l équipe pédagogique assurant le suivi du projet de deuxième année. A chaque revue critique sont portées une appréciation circonstanciée et une note sur 4 points. La réalisation et la mise au point donnent lieu à une appréciation et une proportion de note sur 8 points, qui prennent en compte : L organisation, la planification et le suivi des travaux. La réalisation de l'assemblage et le réglage du système. La mise en œuvre des tests et mesures nécessaires à la vérification de conformité et à la réception. Un coefficient 1 est affecté au rapport de stage ; sont évalués plus particulièrement la structure du rapport, la précision de l expression écrite, le contenu technique et commercial du travail réalisé par l étudiant. Un coefficient 5 est affecté à la soutenance du dossier et à l entretien. II) Description du projet pédagogique Objectif pédagogique à atteindre Objectif général L objectif général de ce projet est de permettre aux apprentis électriciens de la section BTS Domotique d étudier, de concevoir et de réaliser une installation électrique de type IRVE en situation réelle et en développant les capacités et compétences du technicien supérieur. Le niveau d exigence dépendra des compétences indiquées dans le référentiel de certification correspondant à l épreuve E6. Page 42
Objectifs opérationnels et compétences développées pour la section BTS Domotique L apprenant en BTS Domotique devra tout le long du projet, être capable de développer les capacités spécifiques indiquées dans le référentiel de certification, à savoir ; Capacités spécifiques C1 définir / rédiger. C2 quantifier / évaluer. C3 négocier. C4 administrer / gérer. C5 réaliser. C6 contrôler. Les principales compétences à développer et à maîtriser, ainsi que les critères d évaluation du projet de l Infrastructure de Recharge de véhicule Electrique dans le cadre de l épreuve E6 sont données dans les tableaux ci-après : Domaine capacités spécifiques Repère C1.1 Rédiger un cahier des charges. Description C1.3 Définir des besoins. C2.1 Synthétiser une demande. C3.1 Ecouter, dialoguer, argumenter. C3.2 Négocier avec des partenaires. C3.3 Proposer et justifier des solutions techniques et commerciales. C4.1 Ordonnancer et planifier des tâches et des fonctions. C4.4 Développer la qualité. C4.5 Appliquer et faire appliquer les textes et règlement en vigueur. C5.1 Elaborer tout ou partie d'une étude commerciale ou technique. C5.2 Régler et mettre en service une installation. C6.1 Vérifier la conformité d'une installation. C6.3 Préparer et assurer la réception et la prise en main par le client. Page 43
Critères d évaluation en fonction des compétences spécifiques Compétences spécifiques Critères d évaluation CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL C1.1 Rédiger un cahier des charges Situer le projet dans son contexte Définir la demande du client C1 définir / rédiger Exprimer les besoins du client et les limites du projet C1.3 Définir des besoins Exprimer les contraintes d environnement et de fonctionnement C2 quantifier / évaluer C2.1 Synthétiser une demande Exprimer les besoins sous forme de fonctions FAISABILITE C3 négocier EXPOSE C3.2 Négocier avec des partenaires C3.3 Proposer et justifier des solutions techniques et commerciales C3 négocier C3.1 Ecouter, dialoguer, argumenter CONCEPTION C4 administrer / gérer C4.1 Ordonnancer et planifier des tâches et des fonctions C4.4 Développer la qualité C4.5 C5 réaliser C5.1 REALISATION C5 réaliser C5.2 RECEPTION DES TRAVAUX C6 contrôler C6.1 C6.3 Appliquer et faire appliquer les textes et règlement en vigueur Elaborer tout ou partie d'une étude commerciale ou technique Régler et mettre en service une installation Vérifier la conformité d'une installation Préparer et assurer la réception et la prise en main par le client Analyser et argumenter les solutions proposées Présenter un document (ex. carnet de bord) des différents contacts et échanges avec les partenaires Savoir mettre en évidence les avantages techniques et/ou commerciaux d une solution par rapport à une autre dans le contexte du projet Comparer des solutions techniques (au minimum 2) et/ou commerciales et justifier le choix retenu Apprécier la clarté et la précision de l exposé technique et/ou commercial Répondre de façon argumentée au questionnaire du jury Lister et planifier les différentes tâches du projet (planning prévisionnel de réalisation des tâches) Mise en œuvre de la démarche qualité dans la conduite du projet Respecter les textes et les réglementations en vigueur Sélectionner et quantifier le matériel utilisé pour le sujet Produire les plans et schémas d exécution du projet en qualité professionnelle Effectuer les devis estimatifs (matériels et MO) Proposer une réalisation fonctionnelle dont la qualité respecte les règles de l art Maîtriser la mise en service, le paramétrage de l installation technique (ou partiellement commerciale) Vérifier la conformité de la réalisation par rapport au CDCF (normes, solutions, ) Rédiger un cahier de prise en main pour le client et/ou expliquer la prise en main du matériel III) Fiches contrat Les fiches contrat permettent d établir précisément ce que doivent faire chaque candidat et de définir les compétences et objectif à atteindre pour chacun d eux. Page 44
Fiche contrat 1 er candidat Page 45
Fiche contrat 2 ème candidat Page 46
IV) Planning prévisionnel du projet IRVE Le planning prévisionnel 2014/2015 pour la préparation de l épreuve E6 et la réalisation du projet d Infrastructure de Recharge de Véhicule Electrique a été défini comme suit : Sept. 14 oct-14 Nov. 14 Déc. 14 janv-15 févr-15 mars-15 avr-15 mai-15 juin-15 juil-15 L 1 M 1 3 S 1 L 1 J 1 D 1 D 1 M 1 13 V 1 L 1 M 1 19 S 1 août-15 M 2 J 2 D 2 M 2 V 2 L 2 L 2 J 2 S 2 M 2 J 2 D 2 M 3 1 V 3 L 3 M 3 7 S 3 M 3 M 3 V 3 D 3 M 3 17 V 3 L 3 J 4 S 4 M 4 J 4 D 4 M 4 11 M 4 11 S 4 L 4 J 4 S 4 M 4 V 5 D 5 M 5 5 V 5 L 5 J 5 J 5 D 5 M 5 15 V 5 D1 D 5 M 5 S 6 L 6 J 6 S 6 M 6 V 6 V 6 L 6 PAQUES M 6 S 6 L 6 J 6 D 7 M 7 V 7 D 7 M 7 9 S 7 S 7 M 7 J 7 D 7 M 7 V 7 L 8 M 8 4 S 8 L 8 J 8 D 8 D 8 M 8 15 V 8 L 8 M 8 20 S 8 M 9 J 9 D 9 M 9 V 9 L 9 L 9 J 9 S 9 M 9 J 9 D 9 M 10 2 V 10 L 10 M 10 8 S 10 M 10 M 10 V 10 D 10 M 10 Exam. V 10 L 10 J 11 S 11 M 11 J 11 D 11 M 11 12 M 11 13 S 11 L 11 J 11 S 11 M 11 V 12 D 12 M 12 V 12 L 12 J 12 J 12 D 12 M 12 17 V 12 D 12 M 12 S 13 L 13 J 13 6 S 13 M 13 V 13 R2 V 13 L 13 M 13 S 13 L 13 J 13 D 14 M 14 V 14 D 14 M 14 10 S 14 S 14 M 14 J 14ASCENSIOND 14 M 14 V 14 L 15 M 15 3 S 15 L 15 J 15 D 15 D 15 M 15 16 V 15 L 15 M 15 S 15 M 16 J 16 D 16 M 16 V 16 R1 L 16 L 16 J 16 S 16 M 16 J 16 D 16 M 17 1 V 17 L 17 M 17 7 S 17 M 17 M 17 V 17 D 17 M 17 20 V 17 L 17 J 18 S 18 M 18 J 18 D 18 M 18 M 18 14 S 18 L 18 J 18 S 18 M 18 V 19 D 19 M 19 5 V 19 L 19 J 19 J 19 D 19 M 19 V 19 D 19 M 19 S 20 L 20 J 20 S 20 M 20 V 20 V 20 R3 L 20 M 20 18 S 20 L 20 J 20 D 21 M 21 V 21 D 21 M 21 8 S 21 S 21 M 21 J 21 D 21 M 21 V 21 L 22 M 22 4 S 22 L 22 J 22 D 22 D 22 M 22 V 22 L 22 M 22 S 22 M 23 J 23 D 23 M 23 V 23 L 23 L 23 J 23 S 23 M 23 J 23 D 23 M 24 2 V 24 L 24 M 24 S 24 M 24 M 24 V 24 D 24 M 24 18 V 24 L 24 J 25 S 25 M 25 J 25 D 25 M 25 10 M 25 12 S 25 L 25 Pentecôte J 25 S 25 M 25 V 26 D 26 M 26 6 V 26 L 26 J 26 J 26 D 26 M 26 V 26 D 26 M 26 S 27 L 27 J 27 S 27 M 27 V 27 V 27 L 27 M 27 16 S 27 L 27 J 27 D 28 M 28 V 28 D 28 M 28 9 S 28 S 28 M 28 J 28 D 28 M 28 V 28 L 29 M 29 S 29 L 29 J 29 D 29 M 29 14 V 29 L 29 M 29 S 29 M 30 J 30 D 30 M 30 V 30 L 30 J 30 S 30 M 30 J 30 D 30 V 31 M 31 S 31 M 31 D 31 V 31 L 31 BTS 2 Semaine de cours des BTS Domotique 2ème année R1 Revue critique de faisabilité Etude de faisabilité R2 Revue critique de conception Etude de conception Exam. Semaine épreuve E6 - Mise en Œuvre des systèmes R3 Revue critique de définition Etude de définition D1 Remise des dossiers finalisés pour Réalisation et mise au l'examen point installation Page 47
DOSSIER TECHNIQUE I) Schéma de principe D après les recommandations techniques nous pouvons établir un premier schéma de principe de l installation souhaitée, d un point de vue gestion et communication et d un point de vue alimentation en énergie. Principe d installation d une borne sur pied mixte mode 2 / mode 3 Il sera nécessaire de prévoir de doubler le câblage pour une borne de recharge pour 2 véhicules (2 x EV Plug et 2 x 2P+T), l installation d'un parafoudre est recommandée. Page 48
Principe de mise en réseau avec gestionnaires Green'up Ce type d installation peut convenir pour une mesure et un pilotage de la charge de plusieurs bornes mixtes et prises mode 2 et mode 3. Page 49
II) Nomenclature du matériel électrique a) Liste du matériel La liste ci-dessous reprend l ensemble du matériel Legrand nécessaire à la réalisation de l Infrastructure de Recharge de Véhicule Electrique. Elle a été conçue à partir de la documentation technique du système Green up et du catalogue Legrand 2013 / 2014. N Désignation Qté Référence 1 Borne de recharge Green up 22 kva pour recharge de deux véhicule avec port RS485 et lecteur RFiD Pages catalogue 2014 1 0 590 67 491 2 Convertisseur IP 1 0 046 88 162 3 Alimentation modulaire pour convertisseur IP 1 E49 162 4 Serveur Web 1 0 261 78 162 5 Logiciel de consultation 1 0 261 88 162 6 Compteur modulaire pour borne Green up 1 0 046 80 162 7 Fiche EV Plug mode 3 1 0 590 90 492 Page 50
b) Chiffrage du matériel L offre de prix ci-après, reprend l ensemble du matériel Legrand nécessaire à la réalisation de l Infrastructure de Recharge de Véhicule Electrique, listé précédemment. Elle a été réalisée et chiffrée en collaboration avec l agence CGE-D d Albi qui est notre fournisseur principal en matériel Legrand. Page 51