Électricité en Chantier

Électricité en Chantier

Comprendre l’Électricité en Chantier

Vous êtes l’ingénieur électrique responsable de la conception du système électrique pour un nouveau bâtiment de bureaux sur un chantier.

Le bâtiment comprend plusieurs bureaux, une salle de conférence, une cafétéria, et des espaces communs.

Tâche :

Votre mission est de calculer la charge électrique totale nécessaire pour le bâtiment et de proposer un plan pour l’alimentation électrique, en tenant compte de l’efficacité énergétique et de la sécurité.

Données fournies :

  1. Nombre de pièces :
    • Bureaux : 20
    • Salle de conférence : 1
    • Cafétéria : 1
    • Espaces communs : 3
  2. Appareils électriques et leur consommation (par pièce) :
    • Ordinateur : 300W (1 par bureau)
    • Éclairage : 100W (5 par bureau, 10 en salle de conférence, 5 en cafétéria, 3 par espace commun)
    • Climatisation : 2000W (1 par pièce)
    • Réfrigérateur (cafétéria) : 500W
    • Micro-ondes (cafétéria) : 1000W
  3. Heures d’opération par jour :
    • Bureaux : 8 heures
    • Salle de conférence : 4 heures (utilisation moyenne)
    • Cafétéria et espaces communs : 12 heures

Questions :

  1. Calculez la consommation électrique quotidienne totale pour le bâtiment.
  2. Proposez un plan pour l’alimentation électrique, incluant le type et la capacité du tableau électrique nécessaire.
  3. Discutez des mesures à prendre pour améliorer l’efficacité énergétique.

Correction : Électricité en Chantier

1. Calcul de la Consommation Électrique Quotidienne Totale

a. Consommation par Bureau:

  • Ordinateur :

\[ = 300 \text{ W} \times 1 \] \[ = 300 \text{ W} \]

  • Éclairage :

\[ = 100 \text{ W} \times 5 \] \[ = 500 \text{ W} \]

  • Climatisation : \(2000 \text{ W}\)

Consommation électrique par bureau (pour 8 heures) :

\[ = (300 \text{ W} + 500 \text{ W} + 2000 \text{ W}) \times 8 \text{ heures} \] \[ = 22400 \text{ Wh} \]

b. Salle de Conférence:

  • Éclairage :

\[ = 100 \text{ W} \times 10 \] \[ = 1000 \text{ W} \]

  • Climatisation : \(2000 \text{ W}\)

Consommation électrique (pour 4 heures) :

\[ = (1000 \text{ W} + 2000 \text{ W}) \times 4 \text{ heures} \] \[ = 12000 \text{ Wh} \]

c. Cafétéria:

  • Éclairage :

\[ = 100 \text{ W} \times 5 \] \[ = 500 \text{ W} \]

  • Climatisation : \(2000 \text{ W}\)
  • Réfrigérateur : \(500 \text{ W}\)
  • Micro-ondes : \(1000 \text{ W}\)

Consommation électrique (pour 12 heures) :

\[ = (500 \text{ W} + 2000 \text{ W} + 500 \text{ W} + 1000 \text{ W}) \times 12 \text{ heures} \] \[ = 48000 \text{ Wh} \]

d. Espaces Communs:

  • Éclairage :

\[ = 100 \text{ W} \times 3 \] \[ = 300 \text{ W} \]

  • Climatisation : \(2000 \text{ W}\)

Consommation électrique par espace commun (pour 12 heures) :

\[ = (300 \text{ W} + 2000 \text{ W}) \times 12 \text{ heures} \] \[ = 27600 \text{ Wh} \]

e. Total pour le Bâtiment:

  • Bureaux (20 bureaux) :

\[ = 22400 \text{ Wh} \times 20 \] \[ = 448000 \text{ Wh} \]

  • Salle de Conférence : \(12000 \text{ Wh}\)
  • Cafétéria : \(48000 \text{ Wh}\)
  • Espaces Communs (3 espaces) :

\[ = 27600 \text{ Wh} \times 3 \] \[ = 82800 \text{ Wh} \]

Consommation électrique totale :

\[ = 448000 \text{ Wh} + 12000 \text{ Wh} + 48000 \text{ Wh} + 82800 \text{ Wh} \] \[ = 590800 \text{ Wh} \]

2. Plan pour l’Alimentation Électrique

Tableau Électrique :

En supposant un facteur de simultanéité de 75%, ce qui signifie que seulement 75% des appareils électriques seront utilisés en même temps, nous pouvons calculer la consommation électrique simultanée pour déterminer la capacité nécessaire du tableau électrique.

En ajoutant une marge de sécurité de 20% à cette valeur, nous nous assurons que le tableau peut gérer des pics de consommation imprévus ou une future expansion des besoins électriques du bâtiment.

Consommation Électrique Totale du Bâtiment:

Comme calculé précédemment, la consommation totale est de \(590800 \text{ Wh}\) ou \(590.8 \text{ kWh}\).

Application du Facteur de Simultanéité:

Le facteur de simultanéité est de 75%, ce qui signifie que seulement 75% de la charge totale est susceptible d’être utilisée en même temps.

Donc, la consommation électrique simultanée est : \[ = 590.8 \times 0.75 \] \[ = 443.1 \text{ kWh} \]

Ajout d’une Marge de Sécurité:

Une marge de sécurité de 20% est ajoutée pour s’assurer que le tableau électrique peut gérer les pics de consommation et des expansions futures.

La capacité nécessaire du tableau électrique est donc : \[ = 443.1 \text{ kWh} \times 1.2 \] \[ = 531.72 \text{ kWh} \]

Le tableau électrique doit donc être capable de supporter une charge d’au moins \(531.72 \text{ kWh}\) pour assurer une alimentation électrique adéquate, fiable et sûre pour le bâtiment.

Cette capacité prend en compte la consommation électrique quotidienne, le facteur de simultanéité des appareils et une marge de sécurité pour les éventualités futures.

3. Mesures pour Améliorer l’Efficacité Énergétique

  • Éclairage LED : Remplacer tous les éclairages par des LED, qui sont plus efficaces énergétiquement et ont une plus longue durée de vie.
  • Systèmes de Climatisation à Haute Efficacité : Utiliser des systèmes de climatisation à haut rendement énergétique et envisager des solutions de climatisation centralisée pour une meilleure gestion.
  • Capteurs de Présence : Installer des capteurs de présence pour éteindre automatiquement les lumières et ajuster la climatisation dans les pièces non occupées.
  • Panneaux Solaires : Envisager l’installation de panneaux solaires pour réduire la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles et exploiter les énergies renouvelables.
  • Isolation du Bâtiment : Améliorer l’isolation thermique du bâtiment pour réduire les pertes de chaleur en hiver et l’entrée de chaleur en été, diminuant ainsi la charge sur les systèmes de climatisation.

Ces mesures contribueront à réduire la consommation d’énergie du bâtiment, à diminuer les coûts énergétiques et à minimiser l’impact environnemental.

Électricité en Chantier

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