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:
- Charges
prioritaires: Équipements essentiels devant être alimentés sans
interruption
- 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.