Groupe électrogène industriel

Un groupe électrogène se dimensionne sur un bilan de charge, jamais sur la puissance souscrite.

Métier de rattachement: Énergie et alimentation de secours

Le problème

La puissance souscrite décrit un contrat, pas un besoin.

La méthode la plus répandue consiste à reprendre la puissance souscrite auprès du distributeur et à commander un groupe de puissance voisine. Elle produit presque toujours une installation surdimensionnée.

Un groupe surdimensionné fonctionne sous charge faible, ce qui encrasse le moteur, dégrade sa combustion et raccourcit sa durée de vie. Il coûte davantage à l’achat, davantage en génie civil, et il tombe plus tôt. Un groupe sous-dimensionné, lui, s’effondre au démarrage d’un moteur ou d’un compresseur.

Entre les deux, la seule méthode fiable est le bilan de charge : recenser ce qui doit être secouru, distinguer les charges permanentes des charges intermittentes, tenir compte des appels au démarrage et des charges non linéaires, puis retenir une puissance qui laisse une réserve d’extension sans installer un moteur qui ne travaillera jamais.

Chaîne d’alimentation de secours, schéma de principe

01Réseau public: Source normale, dont la disponibilité n’est pas une hypothèse de conception.
02Groupe électrogène: Source de remplacement, dimensionnée sur le bilan de puissance et sa réserve de croissance.
03Inversion automatique de source: Bascule sans intervention humaine, avec temporisation de retour au réseau.
04Tableau général basse tension: Protection, sélectivité et séparation des départs critiques et ordinaires.
05Onduleur: Couvre le temps de démarrage du groupe, pendant lequel aucune source ne débite.
06Charges critiques: Supervision, sûreté, serveurs et liaisons dont l’arrêt est un incident.
07Charges ordinaires: Départs délestables, dont l’interruption reste sans conséquence opérationnelle.

Les points marqués sont remontés à la supervision : présence réseau, état de la source, niveau de carburant, heures moteur et résultat des essais en charge.

Schéma de principe. Aucune puissance, aucun matériel et aucune installation réelle n’y figurent.Ordres de grandeur de dimensionnement, non relevés sur une installation. Le temps de bascule couvre le démarrage du groupe et sa prise de charge ; l’autonomie de l’onduleur couvre ce temps, plus l’arrêt propre si le groupe ne démarre pas.

Périmètre

Ce que la prestation recouvre

Bilan de charge: Recensement des circuits à secourir, mesure des consommations réelles lorsque l’installation existe, appels au démarrage, facteur de puissance, charges non linéaires et réserve d’extension arrêtée avec le client.
Choix de la machine: Puissance de service et puissance de secours, régime de fonctionnement attendu, capotage et traitement acoustique, adaptation aux conditions du site — température, altitude, poussière.
Génie civil et intégration: Massif, ventilation d’air neuf et d’extraction, échappement et son cheminement, rétention des liquides, accès pour la maintenance et pour le remplacement de la machine.
Inversion de source: Tableau d’inversion automatique, temporisations, ordre de reprise des départs, verrouillage entre sources, essais de bascule en charge, comportement au retour du réseau.
Carburant: Cuve journalière et cuve de stockage, transfert, jaugeage, filtration et purge, autonomie retenue, procédure et délai de réapprovisionnement, contrôle de la qualité du carburant.
Exploitation et maintenance: Supervision à distance, essais périodiques en charge, contrat d’entretien, pièces d’usure tenues en stock, registre des essais et des interventions.

Situations

Situations les plus fréquentes

Site minier ou industriel isolé: Le réseau est absent ou peu fiable, et le groupe devient la source principale. La conception porte alors sur la redondance des machines et sur la logistique du carburant.
Bâtiment administratif ou hospitalier: Les circuits à secourir sont hiérarchisés et les temps de reprise contraints. Le groupe s’articule avec les alimentations sans coupure des équipements sensibles.
Salle serveur: Le groupe prend le relais des batteries. Le temps de démarrage et de reprise doit rester inférieur à l’autonomie des onduleurs, avec une marge éprouvée en essai.
Réseau de sites: Machines réparties, supervision centralisée, essais périodiques planifiés. L’enjeu est de savoir à distance quel groupe démarrera réellement le jour venu.

Exigences

Ce qu’il faut exiger, de nous comme d’un autre

Ces exigences valent quel que soit le prestataire retenu. Reprises dans une consultation, elles écartent les réponses qui ne tiennent pas.

Un bilan de charge écrit, distinguant les charges permanentes, les charges intermittentes et les appels au démarrage.
La distinction explicite entre puissance de service et puissance de secours, et le régime de fonctionnement retenu.
Le temps de reprise garanti, mesuré en essai de bascule en charge et non déclaré.
L’autonomie en carburant retenue, la procédure de réapprovisionnement et le délai réel du fournisseur.
Les dispositions de ventilation et d’échappement, avec les températures atteintes en fonctionnement continu.
Un programme d’essais périodiques en charge, consigné dans un registre.
La liste des pièces d’usure à tenir en stock, et le délai d’approvisionnement de celles qui ne le sont pas.

Écueils

Erreurs fréquentes, et ce qu’elles coûtent

Dimensionner sur la puissance souscrite: La puissance souscrite couvre la totalité des usages, y compris ceux qu’il n’est pas nécessaire de secourir. Le groupe qui en découle est surdimensionné, plus cher et moins durable.
Faire des essais à vide: Un essai à vide vérifie que le moteur démarre. Il ne vérifie ni la reprise des départs, ni la tenue en charge, ni le comportement thermique. La plupart des défaillances constatées en situation réelle auraient été révélées par un essai en charge.
Négliger la qualité et le vieillissement du carburant: Un carburant stocké se dégrade et se charge en eau. Sans filtration, purge et contrôle périodique, la panne survient au démarrage, c’est-à-dire au seul moment où le groupe est attendu.
Traiter la ventilation en dernier: Un local sous-ventilé fait monter la température jusqu’à la mise en sécurité du moteur. Le défaut n’apparaît pas lors d’un essai court, mais après vingt minutes de fonctionnement, c’est-à-dire lors de la première coupure réelle.

Questions

Questions posées avant de consulter

Comment détermine-t-on la puissance nécessaire ?

Par un bilan de charge. On recense les circuits à secourir, on distingue les charges permanentes des charges intermittentes, on tient compte des appels au démarrage des moteurs et des compresseurs, puis du facteur de puissance et des charges non linéaires. On ajoute enfin une réserve d’extension arrêtée avec le client. La puissance retenue est le résultat de ce calcul, jamais une reprise de la puissance souscrite.

Quelle autonomie en carburant prévoir ?

Elle se déduit du délai réel de réapprovisionnement sur le site, majoré d’une marge, et non d’une durée forfaitaire. Un site urbain approvisionné en quelques heures et un site isolé approvisionné en plusieurs jours n’appellent pas la même capacité de stockage. La cuve journalière et la cuve de stockage se dimensionnent ensemble, avec leur rétention.

À quelle fréquence essayer un groupe ?

Un essai périodique en charge, à intervalle régulier, consigné dans un registre. L’essai à vide n’a qu’une valeur limitée : il révèle un défaut de démarrage, pas un défaut de tenue. La périodicité se fixe avec le constructeur et avec l’exploitant, en fonction de la criticité du site.

Faut-il deux groupes plutôt qu’un ?

La redondance se justifie lorsque l’arrêt du site est plus coûteux que la seconde machine, ou lorsqu’aucune fenêtre d’entretien n’est disponible. Deux machines permettent d’entretenir l’une pendant que l’autre assure le service, ce qu’une machine unique interdit. La question se tranche sur la durée d’indisponibilité acceptable, pas sur le budget d’investissement.

Comment le groupe s’articule-t-il avec les onduleurs ?

Les batteries tiennent la charge pendant le temps de détection, de démarrage et de reprise du groupe. Ce temps doit rester nettement inférieur à l’autonomie des onduleurs, et l’écart se vérifie en essai plutôt que sur des fiches techniques. Une autonomie de batteries insuffisante annule l’intérêt du groupe pour les équipements sensibles.

Peut-on superviser un groupe à distance ?

Oui, et c’est nécessaire dès qu’il y a plusieurs sites. La supervision remonte l’état de la machine, le niveau de carburant, les défauts et le résultat des essais. Elle transforme une vérification déclarative en information vérifiable, ce qui change la conduite d’un parc de machines réparties.

Preuve

Où nous l’avons mis en œuvre

Énergie et infrastructures critiques2024
Site minier — salle serveur et alimentation de secours
Construction d'un local technique sécurisé et de sa chaîne d'alimentation, sur un site isolé sans réseau public fiable.
Semaines de relevé avant dimensionnement
4
Essais en charge par an
12
Référence KP-2024-008
Télécommunications2023
Opérateur régional — modernisation du cœur de réseau
Remplacement du cœur de réseau et de l'énergie de secours de quatorze points de présence, sans coupure de service commercial.
Points de présence migrés
14
Fenêtre de coupure maximale constatée
4 min
Référence KP-2023-021
Organisations internationales2022
Mission diplomatique européenne — sûreté multisystème
Reprise complète du contrôle d'accès, de la vidéosurveillance et de l'alimentation de secours d'une chancellerie en service.
Systèmes réunis
3
Interruption de service
0
Référence KP-2022-014