Soutenance mémoire
Les centrales électriques
Il existe cinq principaux types de centrales électriques :
les centrales à combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel) dites centrales thermiques classiques
les centrales nucléaires qui peuvent être qualifiées de thermiques
les centrales hydroélectriques
les centrales solaires ou photovoltaïques
les centrales éoliennes
La production d’électricité est tout simplement une conversion d’énergie (thermique, hydraulique ou encore éolienne) en énergie électrique. Par ailleurs, une centrale électrique fonctionne grâce à :
un réservoir d’énergie dite primaire qui est transformée en énergie mécanique
une turbine qui fournit de l’énergie mécanique du fait de son mouvement de rotation (sauf centrale éolienne)
un alternateur qui convertit l’énergie mécanique de la turbine en énergie électrique
Ces appareils et leurs divers éléments étant coûteux, il s’avère indispensable de les protéger contre tout accident et particulièrement aux effets de la foudre.
Méthode de calcul de Barnes [14]
La profondeur de pénétration de la ligne de courant dépend de l’espacement des électrodes de courant. La méthode électrique consiste alors à interpréter les changements de résistivité apparente avec l’espacement des électrodes AB, en tant que changement de la résistivité avec la profondeur. Dans la configuration de Wenner, la méthode de Barnes stipule que la profondeur de la couche atteinte par la ligne de courant ou profondeur d’investigation, soit égale à l’espacement entre les électrodes.
Panneau électrique
La technique de panneau électrique a été utilisée dans le but d’avoir, sur une seule installation, les données de plusieurs profilages, a=1, a=2, a=3 et a=6. Nous avons réalisé dix profils de direction Nord Sud. Un profil est formé de trois panneaux électriques imbriqués et utilisant chacun 32 électrodes avec une distance inter-électrodes de 1m. Les séquences de mesure sont allées jusqu’au niveau huit, c’est à dire a=1, a=2, a=3, a=4, a=5, a=6, a=7 et a=8. Chaque série de mesure comporte 148 données, soit 444 données sur chaque profil, sauf sur le profil 10 qui est formé de deux panneaux. Les profils sont distants de 4m. La ligne de base, ligne parallèle à l’axe X du plan de référence, passe à 3,384 m du point origine C1. Le premier profil, de direction parallèle à l’axe de Y passe à 45,518 m à l’Ouest du point C1 (voir figure 15).
Synthèse de l’interprétation des résultats [15]
Les sondages électriques SE1, SE2 et SE3 ont donné des valeurs relativement écartées, plus de 30%. Les écarts sont dûs à la présence de l’hétérogénéité au niveau de la couche superficielle située entre 0 m et 1m. Les points de sondage, implantés dans la zone d’anomalie observée sur les différentes cartes, ont entraîné les écarts enregistrés sur les données de sondage. L’Imagerie par Tomographie Electrique, réalisée sur les deux extrémités Est et Ouest de la zone, a mis en évidence la répartition de la résistivité électrique du sous sol de 0 m à 4,3 m. La variation latérale est beaucoup importante sur le profil Est. La formation conductrice est discontinue sur le profil Est, alors qu’elle constitue le substratum du profil Ouest. Elle est à 1,8 m au dessous du profil Ouest. Les cartes ont toutes mis en évidence que la zone Ouest est formée d’une structure conductrice. La formation conductrice plonge en profondeur de l’Ouest vers l’Est. Elle occupe presque la moitié de la zone pour a= 6 m. La cartographie nous a permis de séparer les deux types d’anomalies, anomalie de structure qui est à large bande et l’anomalie d’interférence qui est à courte bande. La dernière est nette sur la carte de résistivité de niveau 1. La carte de résistance, calculée à partir de la méthode de Barnes, pour 1 m<a<2 m a confirmé que la partie Ouest est constituée de formation conductrice, à valeur de résistance électrique inférieure à 10 Ω. La carte de résistance pour 3 m<a<6 m montre que la formation à résistance inférieure à 10 Ω couvre la quasi-totalité de la zone étudiée, à l’exception du secteur Sud Est où on observe une surface rectangulaire à résistance électrique supérieure à 10 Ω. Le milieu conducteur se trouve sur plusieurs niveaux du sous-sol. Les sondages ont montré qu’il est situé entre 3,2 m et 13 m. La cartographie de la résistivité apparente de a=1m a mis en évidence des secteurs à valeurs de résistivité apparente inférieures à 75 Ωm dans la partie Ouest de la zone. On peut conclure alors que la structure en résistivité électrique du sous-sol est différente d’un point à un autre. La prise de terre, qui nécessite un milieu conducteur, aura son emplacement idéal dans la partie Ouest de la zone étudiée, plus précisément, entre le point 29 m<x<31m du profil 1 (Figures 17 et 19). Quant à la prise de terre du paratonnerre qui nécessite la zone beaucoup plus profonde, le Sud Est de la zone est idéal à l’installation de cette protection. Le milieu conducteur est couvert d’une épaisse couche résistante, dans ce secteur (figures 18, 22 et 24).
CONCLUSION
En conclusion, la méthode de prospection électrique nous permet de connaître toute les structures de résistivité aux différents points du sol et du sous sol. En effet, les deux méthodes de calcul de résistance ou de résistivité électrique comme celle de Barnes et celle du sondage électrique interprété par les abaques et affiné par le traitement informatique ont donné la même structure de terrain. De même les différentes cartes tracées à partir des données des différents niveaux obtenues à partir de la réalisation des dix panneaux électriques ont montré également une similitude entre les deux modes de calcul. Les deux cartes de la résistance, de niveau compris entre 1 m et 2 m de profondeur et de niveau compris entre 3 m et 6 m de profondeur sont comparables à une constante multiplicative près aux cartes de la résistivité respectivement situées aux niveaux 2 m et 6 m de profondeur. Par ailleurs, ce travail nous a permis à la détermination de certains paramètres. Il a mis en évidence l’étude de la répartition de résistivité et/ou résistance électrique du sol et du sous-sol entre 0 à 6 m de profondeur de l’enceinte JIRAMA à Mandroseza. Les résultats de ces travaux ont montré que la prise de terre, qui nécessite un milieu conducteur, a son emplacement idéal dans la partie Ouest de la zone étudiée, plus précisément, entre le point 29 m<x<31 m du premier profil. Quant à la prise de terre du paratonnerre nécessitant une zone beaucoup plus profonde, dans ce cas, la partie Sud Est du secteur répond idéalement à son installation. Bien que nos travaux concernent uniquement l’enceinte de la JIRAMA Mandroseza, ce genre d’étude s’avère indispensable pour tout lieu afin de protéger les appareils sophistiqués, coûteux et imposant des soins délicats.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES ET CONTEXTE DE LA ZONE D’ETUDE
I-1-GENERALITES
I-1-1-Les centrales électriques
I-1-2-La foudre
I-1-2-1-Les dégâts causés par la foudre
I-1-2-2-La protection des équipements électriques
I-1-2-3-La protection des bâtiments contre la foudre
I-1-3 – Notion de résistivité de terrain
I-2-CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
I-2-1- Contexte géographique
I-2-2- Contexte climatique
I-2-2-1-Pluviometrie
I-2-2-2-Temperature
I-2-3- Contexte géologique
I-2-4- Caractéristiques du site étudié
PARTIE II : METHODOLOGIE DE LA PROSPECTION ELECTRIQUE
II-1- Rappel de loi d’Ohm
II-2- Distribution du potentiel électrique dans le sol
II-2-1- Cas d’un milieu infini, homogène et isotrope
II-2-2- Cas d’un sous-sol hétérogène
II-3- Sondage électrique
II-3-1- Principe de mesure
II-3-2- Dispositif
II-3-3- Représentation des résultats
II-4- Panneau électrique
II-4-1-Principe de mesure
II-4-2-Dispositif
II-4-3-Représentation des résultats
II-5- Cartographie électrique
II-5-1- Principe
II-5-2- Représentation des résultats
II-6- Méthode de calcul de Barnes
PARTIE III : ACQUISITION DES DONNEES ET INTERPRETATIONS
III-1- Appareils de mesure
III-2-Implantation des mesures de résistivité électrique
III-2-1- Sondage électrique
III-2-2- Panneau électrique
III -3-Interprétation des diagrammes de sondage électrique
III -3-1- Sondage SE1
III -3-2- Sondage SE2
III -3-3- Sondage SE3
III-4-Interprétation des panneaux électriques
III-4-1- Profil 1
III-4-2- Profil 10
III-5- Interprétation des cartographies électriques
III -5-1- Résistivité apparente
III -5-1-1- Carte de la résistivité apparente pour a=1m
III -5-1-2- Carte de la résistivité apparente pour a=2m
III -5-1-3- Carte de la résistivité apparente pour a=3m
III -5-1-4- Carte de la résistivité apparente pour a=6m
III -5-2- Résistance calculée à partir de la méthode Barnes
III -5-2-1- Carte de la résistance selon Barnes de niveau entre 1m et 2m
III -5-2-2- Carte de la résistance selon Barnes de niveau entre 3m et 6m
III-6- Synthèse de l’interprétation des résultats
CONCLUSION
ANNEXE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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