Génie de Conception

Énergie Nouvelles
Protection triple : onduleur pour plateforme en mer


17 février 2011
Par Richard Roch

Un onduleur est un équipement indispensable sur les plates-formes pétrolières : pour des raisons de sécurité, l’éclairage de signalisation doit être opérationnel à tout moment. Chargé de concevoir un onduleur pour une installation en mer large de la côte africaine, R. STAHL s’est trouvé confronté à trois défis. L’onduleur devait non seulement être protégé contre les atmosphères déflagrantes, mais aussi résister aux fortes chaleurs et au climat marin, présents sur le site.

Les coupures générales et les défauts d’alimentations, comme les fluctuations de fréquence ou les surtensions provoquées par la foudre, doivent être évitées en toute sécurité sur les plates-formes pétrolières. Par-dessus tout, le bon fonctionnement des feux de signalisation est essentiel non seulement à l’exploitation de la plateforme, mais également à la sécurité de tous les bateaux et avions aux alentours. Par conséquent, ces feux de position ne doivent tomber en panne sous aucune circonstance. La plateforme, qui est exploitée au large de la côte africaine sur l’Océan atlantique, et dont la citerne sert au stockage provisoire de gaz naturel, est normalement alimentée par une centrale solaire. Un réseau de secours sur batteries a été installé en parallèle. En plus de l’unité d’alimentation, R. STAHL a aussi installé d’autres composants de distribution d’énergie issus de son kit modulaire pour onduleurs.

Beau temps et environnement sévère

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En plus des atmosphères déflagrantes susceptibles d’exister (EX : zone 1), le climat tropical et l’air marin ont dû être pris en compte. La température sur la plateforme dépasse souvent les 35°c, et peut parfois monter jusqu’à 50°C. À de telles températures ambiantes, le fonctionnement du chargeur de batteries de l’onduleur, qui génère des pertes importantes, a nécessité des mesures spéciales. Afin d’éviter la surchauffe, R. STAHL a installé le chargeur de batteries dans la plus grande enceinte CUBEx disponible. Plusieurs dispositifs spéciaux assurent la dissipation thermique : au moyen d’une technologie brevetée de « plaque froide », la chaleur est directement évacuée de l’enceinte protectrice. Le radiateur est monté sur le côté de l’enceinte, et permet un accès facile à l’unité CUBEx pour la maintenance.

Des caractéristiques spéciales créent des turbulences

Un ventilateur pour zones dangereuses en acier inoxydable, doté d’une supervision de mouvement, est installé au-dessus de l’enceinte, et facilite la dissipation thermique. Le ventilateur a également dû être adapté pour pouvoir être utilisé en zone 1, dans des conditions environnementales extrêmes. Le refroidissement forcé est commandé et supervisé par un système de contrôle intelligent : le fonctionnement du ventilateur est ajusté selon la température ambiante courante. Grâce à ces mesures, des pertes thermiques jusqu’à 1000W peuvent être compensées, en plus de ce que peut absorber naturellement la surface de l’enceinte. La quantité de chaleur considérable générée par la charge des batteries peut ainsi être libérée dans l’environnement, sans compromettre le fonctionnement du chargeur.

Comme dans tous les onduleurs R. STAHL, la protection antidéflagrante zone 1 est assurée par un dispositif spécial, unique sur le marché : un protecteur intégré d’onduleur Ex supervise les fonctions du chargeur de batterie et des batteries, qui sont également installés dans la zone Ex, selon la directive ATEX et la norme IEC/EN 60079 FF, permettant ainsi une utilisation en toute sécurité.

Éclairage permanent à double alimentation

Afin de garantir l’alimentation de l’éclairage en permanence, R. STAHL a installé un tableau de distribution alimenté en parallèle par l’alimentation standard et par l’alimentation de secours. Le tableau de distribution d’éclairage comporte deux entrées inter-verrouillées. De plus, chaque ligne sortante est supervisée séparément au niveau défaut de masse. Toutes les fonctions peuvent être activées de l’extérieur, et l’état de chaque ligne sortante est clairement indiqué par la position de la commande. En installant une combinaison d’enceintes CUBEx ignifuges (Ex d) et d’enceintes dotées de chambres de connexion à sécurité renforcée (Ex e), R. STAHL a réussi à implanter un système très compact, avec un poids optimisé, dans l’espace limité disponible sur la plateforme en mer. Toutes les parties métalliques extérieures devant résister à l’eau de mer des enceintes CUBEx sont en acier inoxydable SS316. Ce matériau ne nécessite aucun traitement extérieur supplémentaire pour être utilisé en mer.

Sécurité à 100% en zones dangereuses : onduleurs modulaires en détails

Les éléments composant les onduleurs sont notamment des chargeurs de batterie, différents types de batteries antidéflagrantes rechargeables (gel de plomb, NiCd, NiMH), des composants de supervision de charge comme des annonciateurs d’alarme, des distributeurs de puissance à courant continu, et des convertisseurs de différentes classes de performance jusqu’à 3000 VA. Enfin, R. STAHL fournit une large gamme d’enceintes antidéflagrantes, telles que la série GUBox à chambres de connexion Ex e. R. STAHL peut également fournir des modules antidéflagrants répondant à des cahiers des charges utilisateur spécifiques.

Illustration : les onduleurs antidéflagrants R. STAHL assurent l’alimentation de secours en toute sécurité sur les plateformes en mer, au moyen d’une batterie.