Installations spéciales 01- Alimentation de secours - ratios et dimensionnement

 ALIMENTATION DE SECOURS - RATIOS ET DIMENSIONNEMENT

1. Dimensionnement des Groupes Électrogènes

Tableau 1 : Ratios de calcul de puissance pour les groupes électrogènes au Maroc

Type de bâtiment

Ratio de puissance (kVA/m²)

Coefficient de simultanéité

Facteur de sécurité

Habitation

0,020 - 0,030

0,5 - 0,6

1,2 - 1,3

Bureaux

0,035 - 0,060

0,7 - 0,8

1,3 - 1,4

Hôpitaux

0,070 - 0,100

0,8 - 0,9

1,5 - 1,7

Hôtels

0,050 - 0,080

0,7 - 0,8

1,4 - 1,5

Centres commerciaux

0,060 - 0,090

0,6 - 0,7

1,3 - 1,5

Data centers

0,500 - 2,000

0,9 - 0,95

1,6 - 2,0

Tableau 2 : Ratios de consommation de carburant pour groupes électrogènes

Puissance du groupe (kVA)

Consommation à 50% de charge (l/h)

Consommation à 75% de charge (l/h)

Consommation à 100% de charge (l/h)

20 - 50

2,8 - 6,2

4,0 - 8,5

5,3 - 11,5

50 - 100

6,2 - 11,0

8,5 - 15,0

11,5 - 20,0

100 - 200

11,0 - 20,5

15,0 - 28,0

20,0 - 39,0

200 - 400

20,5 - 39,0

28,0 - 54,0

39,0 - 75,0

400 - 800

39,0 - 74,0

54,0 - 105,0

75,0 - 150,0

Explication détaillée du calcul de puissance des groupes électrogènes

Au Maroc, le dimensionnement des groupes électrogènes suit généralement la norme NM 06.1.013 (équivalente à la CEI 60364) et se fait selon la formule suivante:

P(kVA) = P(installations) × Ks × Fs

Où:

  • P(installations) : Somme des puissances des équipements à alimenter (kW)
  • Ks : Coefficient de simultanéité (varie selon le type de bâtiment)
  • Fs : Facteur de sécurité (marge pour démarrage et évolutions futures)
  • cos φ : Facteur de puissance (généralement entre 0,8 et 0,9 au Maroc)

Dans la pratique marocaine, on distingue deux types de charges:

  1. Charges prioritaires: Équipements essentiels devant être alimentés sans interruption
  2. Charges secondaires: Équipements pouvant supporter une coupure temporaire

Pour un dimensionnement précis, l'Office National de l'Électricité et de l'Eau Potable (ONEE) recommande de calculer le groupe en tenant compte:

  • Du courant de démarrage des moteurs (6 à 7 fois le courant nominal)
  • D'une réserve de puissance de 20-30% pour les évolutions futures
  • De l'altitude et de la température ambiante (déclassement de 1% par 100m au-dessus de 1000m et de 2% par 5°C au-dessus de 40°C)

Tableau 3 : Autonomie recommandée des groupes électrogènes par type d'établissement

Type d'établissement

Autonomie minimale recommandée

Autonomie optimale

Hôpitaux et cliniques

48h - 72h

72h - 120h

Datacenters

24h - 48h

72h

Immeubles de bureaux

8h - 12h

24h

Hôtels

12h - 24h

48h

Industries

12h - 24h

48h

Bâtiments résidentiels

6h - 12h

24h

2. Onduleurs et UPS (Alimentation Sans Interruption)

Tableau 4 : Dimensionnement des onduleurs au Maroc

Type d'application

Ratio de puissance (VA/m²)

Autonomie minimale

Facteur de surdimensionnement

Bureautique basique

20 - 40

10 - 15 min

1,2

Informatique et serveurs

60 - 120

20 - 30 min

1,4

Centres de données

200 - 400

30 - 60 min

1,6

Équipements médicaux

80 - 150

30 - 60 min

1,5

Systèmes de sécurité

25 - 50

60 - 120 min

1,3

Tableau 5 : Classification des onduleurs selon la norme marocaine NM CEI 62040

Classification

Performance

Plage de tension

Forme d'onde

VFD (Offline)

Basique

±10%

Pseudo-sinusoïdale

VI (Line-interactive)

Intermédiaire

±15%

Sinusoïdale approximative

VFI (Online double conversion)

Premium

±20%

Sinusoïdale pure

Explication détaillée du dimensionnement des onduleurs et UPS

Selon la réglementation marocaine, inspirée des normes CEI, le dimensionnement d'un système UPS doit suivre la formule:

P(VA) = ∑(Pn × FU × FS) / cos φ

Où:

  • Pn : Puissance nominale des équipements (W)
  • FU : Facteur d'utilisation (typiquement 0,7-0,9)
  • FS : Facteur de sécurité (1,2-1,6)
  • cos φ : Facteur de puissance (0,7-0,9)

Pour l'autonomie des batteries, on utilise la formule:

C(Ah) = (P(W) × T(h)) / (U(V) × DoD × η)

Où:

  • C : Capacité des batteries en Ampère-heure
  • P : Puissance consommée en Watts
  • T : Temps d'autonomie souhaité en heures
  • U : Tension du système en Volts
  • DoD : Profondeur de décharge (généralement 0,5 pour les batteries plomb-acide et 0,8 pour les lithium-ion)
  • η : Rendement global du système (généralement 0,85-0,9)

Au Maroc, la Fédération Nationale de l'Électricité, de l'Électronique et des Énergies Renouvelables (FENELEC) recommande un surdimensionnement minimum de 20% pour les applications critiques.

3. Commutation et Inverseurs de Source

Tableau 6 : Caractéristiques des inverseurs de source selon la norme marocaine

Catégorie d'inverseur

Temps de commutation

Tension maximale

Intensité nominale standard

Classe I (Manuel)

N/A

400V

40A - 3200A

Classe II (Semi-auto)

5-15 secondes

400V

40A - 3200A

Classe III (Automatique)

0,5-5 secondes

400V

40A - 3200A

Classe IV (Sans coupure)

<20ms

400V

40A - 2500A

Tableau 7 : Ratios de dimensionnement des inverseurs de source

Type de bâtiment

Coefficient de charge

Marge de sécurité

Résidentiel

1,2 × In

20%

Commercial

1,3 × In

30%

Industriel

1,4 × In

40%

Santé

1,5 × In

50%

Data center

1,6 × In

60%

Explication détaillée des systèmes de commutation et inverseurs de source

Au Maroc, les inverseurs de source doivent être conformes à la norme NM 06.6.018 (équivalente à la CEI 60947-6-1). Le dimensionnement se fait généralement selon la formule:

In(inverseur) = In(source) × Cc

Où:

  • In(inverseur) : Intensité nominale de l'inverseur
  • In(source) : Intensité nominale de la source (groupe électrogène ou réseau)
  • Cc : Coefficient de charge (varie selon le type de bâtiment)

Pour les installations critiques, la Direction de la Qualité et des Affaires Techniques (DQAT) du Ministère de l'Équipement recommande:

  • L'utilisation d'inverseurs de classe III ou IV
  • Des tests mensuels de commutation sous charge
  • L'installation d'un dispositif de synchronisation pour éviter les coupures lors des transferts de charge
  • Un système de contrôle permettant de paramétrer:
    • Le seuil de tension de déclenchement (généralement 75-85% de Un)
    • La temporisation au démarrage (10-30 secondes)
    • La temporisation au retour (5-10 minutes)

Ces ratios et méthodes de calcul constituent la base technique pour dimensionner correctement les systèmes d'alimentation de secours dans les bâtiments au Maroc, conformément aux normes et pratiques locales.

 



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