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Thomas VALADOU Anne 2011

Mmoire dentreprise

Stage technicien effectu Trane Bagneux

Stage technicien en bureaux dtudes effectu la Bibliothque nationale de France

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Etudiant en seconde anne en BTS Fluides, Energtiques, Environnements option

frigorifique, jai du effectuer deux stages lors de ma formation. Javais effectu seulement un

stage dans ma scolarit et ctait en troisime. Je lavais fait Thals Electron Devices. Suite

ce premier stage jai dcid de morienter dans les filires industrielles, jai donc continu

en BAC STI Electrotechnique, puis en BTS FEE.

Jai effectu mon premier stage chez Trane, constructeur amricain de groupes eau

glace. Lors de ce stage, jai t avec les techniciens o jai pu accomplir des maintenances,

des travaux sur des groupes eau glace, des rooftop.

Jai fait mon second stage la Bibliothque nationale de France en bureaux dtude.

Jattendais beaucoup plus ce stage, puisque lavenir je souhaite intgrer un bureau dtude

mais seulement aprs quelques annes en tant que technicien pour acqurir de lexprience.

Dans ce mmoire, je dvelopperai mes deux stages, dont une analyse conomique de

Trane.

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Rapport de stage

Stage dcouverte et ouvrier effectus chez Trane.

Lyce Maximilien Perret.

4

5

Remerciements

Les travaux qui vont tre exposs ont t effectus sous la direction de Monsieur

CLOTAIRE Karim, auquel je tiens exprimer mes vifs remerciements pour laide et les

comptences techniques quil a bien voulu mapporter.

Je remercie galement Monsieur MAURY Stphane, chef de service Trane Bagneux,

ainsi que tous les techniciens de Trane Bagneux.

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Sommaire

I. Introduction ................................................................................................................................. 7

II. Prsentation de la socit ........................................................................................................... 8

a) Prsentation gnrale ................................................................................................................. 8

b) Aspect conomique ................................................................................................................... 10

c) Aspect social .............................................................................................................................. 11

d) Aspect financier ......................................................................................................................... 12

e) Aspect technique ....................................................................................................................... 16

III. Rle et activits du stagiaire ..................................................................................................... 19

a) Position du stagiaire .................................................................................................................. 19

b) Principales oprations effectues ............................................................................................. 20

IV. Etude technique ........................................................................................................................ 22

a) Introduction ............................................................................................................................... 22

b) Principales fonctions et caractristiques techniques du RTXA209 ........................................... 23

c) Intervention de lentreprise et du stagiaire .............................................................................. 26

d) Bilan ........................................................................................................................................... 29

V. Conclusion ................................................................................................................................. 30

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I. Introduction

Au cours de ma formation en BTS FEE, jai pu effectuer un stage dun mois dans

lentreprise Trane, qui est une socit multinationale qui construit des groupes eau glace

et entretient aussi ses groupes.

Lors de ce stage, mon rle a t daider le technicien sur le chantier ainsi que dappliquer

mes connaissances thoriques sur le terrain.

Mon tude technique porte sur quatre groupes eau glace rversibles dans un

btiment de bureaux Massy Palaiseau (91). Leau glace a pour but de refroidir les bureaux

en t. Cependant, les groupes rversibles peuvent aussi crer de leau chaude pour lhiver.

Mon dossier est constitu de trois parties : une prsentation de lentreprise, mon rle et

mon activit principale effectue durant un mois et enfin ltude technique.

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II. Prsentation de la socit

a) Prsentation gnrale

Trane a t fond par James et Reuben Trane en 1913. Au dbut, la socit se focalisait

sur les systmes de chauffage, puis Reuben Trane a invent le premier ventilo-convecteur en

1925, ce qui donna la rputation de constructeur la socit.

Ds 1931, Trane dveloppe son premier groupe rfrigrant, mais ce nest quand 1938 quil

voit le jour.

Trane stablit en Europe juste aprs la seconde guerre Mondiale en 1958 et construit sa

premire usine de fabrication en Europe Golbey en France en 1964. Dix ans aprs, Trane

ouvre une nouvelle usine quelques kilomtres de Golbey Charmes, toujours en France.

En 1984, Trane est rachet par le gant amricain Americain Standard Inc, fabriquant de

matriel de plomberie. Puis en 1995, American Standard est introduit en bourse.

Trane se fait racheter encore une fois par Ingersoll (multinationale spcialis dans la vente

dappareil de traitement dair, doutils).

Trane est leader en matire de services et de systmes de chauffage, de ventilation et de

climatisation (CVC), avec des ventes se chiffrant plus de 6,8 milliards de dollars (soit 4,7

milliards deuros).

Jai effectu mon stage dans une succursale Bagneux. Cette agence est ouverte depuis

1987.

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Carte de France des bureaux et usines Trane.

On remarque que les agences de ventes sont toutes ct dun grand axe

autoroutier, ce qui permet des dplacements plus rapides lors de longues distances. Les

usines sont places prs dautoroute et sur la Moselle, ce qui permet de dplacer de grosses

machines par bateau.

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Position de Bagneux en Ile-de-France.

Bagneux est plutt bien situ en Ile-de-France, prs de Paris. LA6B et lA86 sont proches

et permettent un dplacement rapide vers lest et louest ainsi que vers le sud de la rgion.

b) Aspect conomique

Les principaux clients de Trane sont les hpitaux de Paris, Renault, Peugeot, SFR, France

Tlcom, Socit Gnrale, Sanofi Aventis.

Les techniciens interviennent dans toute lIle-de-France. Cependant, il se peut que des

techniciens soient envoys dans toute la France, en raison de leurs comptences.

11

c) Aspect social

Trane compte 26 000 employs dans le monde.

Voici un tableau rcapitulatif des effectifs moyens en France :

Anne Effectif moyen

2004 1 409

2005 1 371

2006 1 354

2007 1 382

2008 1 394

2009 1 315

La moyenne des effectifs en France est de 1 371 personnes, soit 5% de leffectif mondial.

Lagence Trane Bagneux compte environ en moyenne 75 personnes.

Voici en dtail la rpartition des effectifs :

La masse salariale de Trane Bagneux est de 3 076 460 euros.

Technicien SAV 48%

Planning SAV 7%

Facturation 5%

Commerciaux SAV 7%

Technicien "Control"

16%

Commerciaux "Control"

4%

Coordinateur de projet "Control"

3%

Charg d'affaire "Control"

3%

Chef de service 2%

Responsable technique

3% Magasinnier 2%

Effectif de Trane Bagneux

12

Le Comit dEntreprise de Trane donne quelques avantages comme des rductions la

piscine de Golbey dans les Vosges. Ce qui nest pas trs intressant pour les salaris des

agences dans toute la France.

d) Aspect financier

On remarque que le chiffre daffaire de 2004 2005 est rduit denviron 27 millions

deuros. La venue de nouveaux concurrents dans le secteur peut expliquer cette baisse de

chiffre daffaire ou bien encore le non-renouvellement des contrats de maintenance. De

2005 2007, le chiffre daffaire accrot. De 2007 2008, le CA reste constant mais en 2009,

le total des ventes baisse fortement cause de la crise que le monde a connue.

120 000 000

130 000 000

140 000 000

150 000 000

160 000 000

170 000 000

180 000 000

190 000 000

2004 2005 2006 2007 2008 2009

CA

en

eu

ros

Annes

Chiffres d'affaires Hors Taxes

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On peut voir que les pourcentages des ventes en France et ltranger restent

constants. Les usines de Golbey et de Charmes fournissent des machines partout en Europe,

mais leurs principales exportations restent en France.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2004 2005 2006

Pourcentages des ventes

Ventes l'tranger

Ventes en France

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Les investissements corporels correspondent aux lments ayant un corps, tel que les

vhicules, les fournitures de bureaux, ordinateurs, du mobilier, des outils, des machines.

Tandis que les investissements incorporels reprsentent les lments nayant pas de corps,

tel que des brevets, des logiciels, liste de clients, droit au bail

On remarque que les investissements sont principalement corporels. De 2004 2005,

les investissements ont diminu tant donn que le chiffre daffaire a baiss lui aussi. De

2005 2006, les investissements atteignent plus de 5 millions deuros alors que le chiffre

daffaire est moins consquent que 2004.

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

2004 2005 2006

e

n

e

u

r

o

s

Investissements raliss

Investissements raliss

dont incorporels

dont corporels

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De 2004 2005, Trane perd presque 7 millions deuros de bnfices. En 2006, les

bnfices sont mmes infrieurs zro. Cependant, en 2006 Trane a investi 5 millions

deuros pour se relancer. Depuis, les bnfices sont repartis la hausse mais restant tout de

mme assez bas par rapport 2004.

Selon le contrat contract avec Trane, les pices changes peuvent tre factures ou

non. Cependant, dans chaque contrat, le compresseur et lassistance 7 jours sur 7 et 24

heures sur 24 sont assurs.

Voici les cots dune intervention :

Journe Hors Taxe Demie journe Hors Taxe

Un technicien qualifi, groupes pistons, scroll

Paris 788,00 419,00

Province 764,00 408,00

Un technicien hautement qualifi, groupe centrifuge

Paris 940,00 510,00

Province 885,00 486,00

Il faut rajouter ces prix 89,00 de dplacement dans la rgion parisienne.

-1 000 000

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

7 000 000

8 000 000

9 000 000

2004 2005 2006 2007 2008 2009

e

n

e

u

r

o

s

Bnfices

Rsultats nets

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e) Aspect technique

Les domaines dactivits de Trane sont la construction dquipements frigorifiques

(groupe eau glace, compresseur), la vente de services (maintenance), de pices dtaches

et des formations. Le groupe fait aussi de la rgulation par lintermdiaire de son service

control .

Les types de chantiers sont :

De la maintenance des installations Trane (partie SAV)

De la gestion technique de btiments (partie Control)

Les principales ralisations sont :

Dans le tertiaire :

UNESCO Paris

Sige de Gaz de France Saint-Denis

Sige de Nestl Noisiel

Sige dAmerican Express Rueil Malmaison

La Franaise des Jeux Boulogne

Tour Indosuez La Dfense

TF1 Boulogne

France Tlvision Paris

M6 Ivry

Radio France Paris

La Banque de France Paris

Le crdit Agricole Paris

Sige de la Socit Gnrale Val de Fontenay

Sige du Crdit Agricole Indosuez La Dfense

Dans le secondaire :

Coca Cola Issy les Moulineaux

Hewlett Packard les Ulis

Thals Vlizy

Bic Montevrain

SFR Bezons, Mitry Mory et Trappes

3M St Ouen lAumone

Renault Rueil, Guyancourt et Lardy

Peugeot la Garenne Colombes

Lagence Spatiale Europenne

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Dans la sant :

Hpital Robert Debr, Kremlin Bictre, de Meaux, Beclere, Louis Mourrier

Institut Pasteur Paris

Laboratoire Servier Croissy sur Seine

Novartis Rueil Malmaison

Aventis Romainville et Vitry

Synthelabo Rueil Malmaison, Chilly-Mazarin et Bagneux

Dans lhtellerie :

Htel Mercure Massy, Paris, Rungis, Sufresnes

Htel Meridien

Htel Prince de Galles Paris

Htel Trianon Palace Versailles

Htel Washington Plazza Paris

Htel Novotel Bagnolet et Pont de Svre

Dans les loisirs, divertissements :

Disney Marne la Valle

Le Lido Paris

Le Stade de France Saint-Denis

Dans la restauration :

La Coupole Paris

Le Fouquets Paris

Mc Donalds Paris

La grande distribution :

Les Galeries Lafayettes Paris

BHV Paris

Le centre commercial de Velizy 2

Le centre commercial Belle Epine Thiais

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Moyen technique de conception : autoCAD.

Moyens techniques de ralisation : DFSD (logiciel de planification dinterventions), Mercury

(site intranet de cration et suivi des interventions, commandes internes et externes,

traitement de la commande) et LeSharePoint (logiciel de partage de tous les documents

relatifs aux interventions et rapports de techniciens)

Moyens logistiques : chaque technicien a un vhicule pour ses interventions, un tlphone

portable pour rpondre au planning, des outils pour raliser les tches effectuer. Le

magasin se trouve directement aux bureaux Bagneux car Trane est un constructeur et ne

se fournit pas ailleurs, sauf pour certains lments comme les transducteurs, bouteille

dazote.

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III. Rle et activits du stagiaire

a) Position du stagiaire

Jorge Munoz

Thierry Le Moigne

Stphane Maury

Vincent Boutier

Bruno Bonouvier

Planning SAV

Techniciens Leader

Techniciens

Stagiaire

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b) Principales oprations effectues

Mon rle au sein de lentreprise a t daider les techniciens dans leurs travaux les

plus faciles : remplacer des transducteurs (capteurs de pression lectronique), les relier

lectriquement sur lautomate ; changer un filtre huile sur un compresseur vis et le joint

dtanchit et deux motoventilateurs sur un roof top ; cbler lectriquement un moteur

asynchrone ; nettoyer un condenseur ; tester lacidit de lhuile du moteur.

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Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

Semaine 1 Remplacement moteur

Cblage lectrique du moteur

Fri Pont

Semaine 2 Runion avec les techniciens, maintenance

Maintenance Maintenance Maintenance Maintenance

Semaine 3 Runion avec les techniciens, stage dinitiation lagence

Stage dinitiation lagence

Stage dinitiation lagence

Maintenance Maintenance

Semaine 4 Runion avec les techniciens, maintenance

Maintenance Maintenance Maintenance Maintenance

Semaine 5 Runion avec les techniciens, maintenance

Maintenance Maintenance Maintenance Maintenance

22

IV. Etude technique

a) Introduction

Mon tude technique portera sur un systme rversible de chez Trane, le RTXA209.

Jai choisi cette machine parce quelle est rversible et jai effectu le plus de travaux sur ces

machines.

Lors du contrle annuel, Laurent Gimza (un technicien de chez Trane) a contrl les

deux RTXA 209 du site Serience. Juste un circuit frigorifique sur quatre fonctionnait. Mais un

circuit ntait plus tanche. Il fallait donc intervenir sur les circuits pour les remettre en

fonctionnement et rendre le circuit qui fuyait tanche.

Le chantier a dur deux semaines et divers travaux ont t effectus. Sur le site, il y a

deux RTXA 209. Il fallait remettre en tat trois circuits en fonctionnement.

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b) Principales fonctions et caractristiques techniques du RTXA209

Commenons par les principales fonctions du RTXA. Cette machine produit de leau

glace et aussi de leau chaude. Il y a un capteur de temprature extrieur qui permet la

machine de passer en mode chaud ou en mode froid.

Vue de la machine dans son ensemble

Sur chaque chssis, il y a deux compresseurs, donc deux groupes froids. Cependant, il

ny a quun seul vaporateur.

Sur le site, il y avait deux RTXA 209, pour produire de leau glace ou chaude pour des

bureaux.

Btiment o se trouvent les deux RTXA.

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Schma du circuit frigorifique.

A Mode chaud circuit A 17 Vanne

B Mode froid circuit B 18 Pressostat diffrentiel dhuile

1 Distributeur rfrigrant 19 Capteur de pression BP

2 Ligne liquide 20 Ligne daspiration

3 Clapet anti-retour 21 Sonde temprature daspiration

4 Vanne darrt liquide 22 Pressostat BP

5 Vanne de chargement 23 Manomtre BP

6 Sonde temprature sortie eau vaporateur

24 Sonde temprature entre eau vaporateur

7 Soupape 25 Sortie eau

8 Vanne dinversion de liquide 26 Entre eau

9 Ligne dhuile 27 Echangeur air

10 Electrovanne de BY-PASS dhuile 28 Refroidisseur dhuile

11 Vanne (option) 29 Sous-refroidisseur

12 Ligne refoulement 30 Dtendeur lectronique

13 Sonde temprature huile 31 Filtre deshydrateur

14 Manomtre HP 32 Echangeur eau

15 Pressostat HP 33 Sparateur dhuile

16 Capteur de pression HP 34 Compresseur

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Voici les diffrentes caractristiques de la machine :

Fluide frigorigne R22

Charge en fluide 35 kg

Charge en huile 10 L

Alimentation compresseur 400V / 50Hz

Dmarrage moteur Part Winding

Intensit dmarrage moteur 373 A

Nombre de ventilateurs 6

Vitesse des ventilateurs 975 tours/minute

Mode froid :

Pour un fonctionnement 35C (temprature ambiante)

Puissance frigorifique : 240,3 kW

Puissance absorbe : 73,2 kW

Temprature entre eau dans lvaporateur : 12C

Temprature sortie eau de lvaporateur : 7C

Dbit deau : 11,5 L/s ou 41400 L/h

Mode chaud :

Pour un fonctionnement -5C (temprature ambiante)

Puissance calorifique : 184,7 kW

Puissance absorbe : 71,7 kW

Temprature entre eau dans lvaporateur : 41,2 C

Temprature sortie eau de lvaporateur : 45 C

Dbit deau : 11,5 L/s ou 41400 L/h

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c) Intervention de lentreprise et du stagiaire

Voici un des documents donn au technicien pour connatre les diffrents travaux

effectuer pendant sa mission.

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Monsieur Karim Clotaire et moi-mme sommes intervenus pendant deux semaines.

Lors de la signature de la proposition commerciale, le planning commande donc les pices

quil faut pour effectuer lintervention. Soit des transducteurs, des filtres huile et leurs

joints, des soupapes de scurit

Transducteur

Mon tuteur de stage a colmat la fuite en brasant le raccord la sortie du

compresseur. Jai remplac le filtre huile et le joint, remplacement et cblage des

transducteurs de pression HP et BP sur trois installations et remplacement des soupapes de

scurit sur les trois circuits.

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Soupape de scurit.

Carter dhuile o se trouve le filtre huile.

Jai aussi vidang et charg lhuile du compresseur sous surveillance de mon tuteur de

stage. Nous avons pouss le circuit lazote pendant toute une nuit et tirer au vide

linstallation. Le lendemain, nous avons contrl le vide dans linstallation, puis nous avons

charg linstallation en fluide frigorigne avec du R22 rgnr.

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d) Bilan

Nous avons remis en fonctionnement linstallation, test le mode froid, le

dclenchement des pressostats de scurit, relev les caractristiques lectrique du

compresseur, contrl la temprature de leau en sortie de lvaporateur.

Les deux machines ont t mises en service le 4 aout 2003. Cela fait donc presque 10

ans que les RTAX sont en fonctionnement, pourtant avec un bon entretien de la part du

client et des maintenances de qualit, les deux machines peuvent encore tourner pendant

quelques annes.

30

V. Conclusion

Mes attentes pendant ce stage taient de dcouvrir le monde du travail, prendre

contact avec des entreprises, commencer travailler sur des installations frigorifiques et

dcouvrir les diffrents outils.

Japprhendais le stage douvrier, car ntant pas trs manuel et les cours ntant pas

orients sur de la pratique, javais peur de ne pas comprendre ce quil fallait faire sur le

chantier.

Cependant, tout sest bien pass grce aux explications des techniciens avec qui

jtais. Dailleurs, le travail dquipe permet de rsoudre tous les problmes auxquels les

techniciens sont confronts et jai pu observer laide prcieuse des responsables techniques

(Bruno Bonouvrier et Vincent Bouttier).

Lors du stage dinitiation, toutes les informations ntaient pas disponibles ou ne

voulaient pas tre dvoiles comme la ventilation du chiffre daffaire, les salaires,

pourcentage entre chaque activit (tertiaire, secondaire, primaire). Il a donc t difficile de

se renseigner sur la totalit des informations conomiques lies au site de Bagneux.

La relation client-technicien est bonne, vu que nous sommes souvent appels par les

techniciens dentreprises multiservices prsents sur les sites, qui nont pas de formation

frigorifique, ils ne peuvent donc pas intervenir sur les machines.

En conclusion, le travail de technicien peut me correspondre. Toutefois, jaimerais

aussi dcouvrir le monde du travail dans les bureaux dtudes lors de ma carrire.

31

Rapport de stage

Stage de technicien en bureau dtude effectu la Bibliothque nationale de France. Stage de technicien en bureau dtude effectu la Bibliothque nationale de France

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33

Remerciements

Tout dabord, je tiens remercier M. BENHIDA Omar, professeur de Maximilien Perret, mon tuteur de stage M. MATHE Serge et son collgue M. LE Thibaut, ainsi que tout le service climatisation et le Dpartement des Moyens Techniques. Enfin les techniciens de la socit Johnson Controls, en charge de la maintenance des installations frigorifiques la Bibliothque nationale de France.

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Sommaire

I. Introduction ............................................................................................................................... 35

II. Prsentation de la Bibliothque nationale de France ............................................................... 36

a) Prsentation gnrale ............................................................................................................... 36

b) Aspect juridique......................................................................................................................... 37

III. Etude technique ........................................................................................................................ 38

a) Prsentation du problme technique ....................................................................................... 38

b) Solution technique propose .................................................................................................... 38

c) Choix de la technologie du compresseur .................................................................................. 38

d) Prsentation de loffre des fabricants ....................................................................................... 39

e) Evaluation du gain nergtique ................................................................................................ 39

f) Processus de dmarrage des compresseurs ............................................................................. 41

g) Etude technique ........................................................................................................................ 44

1. Gain nergtique par rapport aux COP rels ........................................................................ 44

2. Par rapport aux COP ESEER ................................................................................................... 46

h) Bilan ........................................................................................................................................... 48

IV. Conclusion ................................................................................................................................. 49

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I. Introduction

Au cours de notre deuxime anne de BTS FEE, je devais effectuer un autre stage mais cette fois ci en bureau dtude. Ayant t visits les installations frigorifiques en 1re anne, jai postul au service climatisation de la Bibliothque nationale de France.

Lors de ce stage, mon rle a t dvaluer les conomies nergtiques si la BnF

remplaait un compresseur centrifuge. Ltude a dur environ trois semaines. De plus, jai eu la chance de voir un remplacement de compresseur vis.

Mon dossier est constitu de deux parties : une se portant sur la prsentation de la

Bibliothque nationale de France et un autre sur ltude technique savoir les conomies nergtiques.

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II. Prsentation de la Bibliothque nationale de France

a) Prsentation gnrale

La bibliothque nationale de France (BnF) est aussi appele bibliothque Franois MITTERRAND. Elle est situe dans le XIIIme arrondissement de Paris dans le quartier Tolbiac Rive gauche. La BnF remplace la librairie de Charles V. Cest en 1988, le jour de fte nationale que le prsident de la rpublique franaise Franois MITTERRAND a annonc la construction et lamnagement de lune des plus grandes et la plus moderne bibliothque du monde [qui] devra couvrir tous les champs de la connaissance, tre la disposition de tous, utiliser les technologies les plus modernes de transmission de donne, pouvoir tre consulte distance et entrer en relation avec dautres bibliothques europennes .

Le projet de cette bibliothque est de squencer les ouvrages donc un thme principal par tour :

Tour des Lois

Tour des Nombres

Tour des Lettres

Tour des Temps

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Les travaux commencent en 1991 et se finissent en 1995. Une dure de quatre ans a t ncessaire, mais laccs au public ne se fait pas avant 1996. Le prsident de la Rpublique cette poque Jacques CHIRAC, inaugurera cette arche du savoir. La bibliothque nationale de France est compose de sept lieux :

Site de Tolbiac (bibliothque Franois MITTERRAND)

Site Richelieu

Site de lArsenal

Bibliothque-muse de lOpra

La maison Jean Vilar

Le centre technique de Bussy-Saint-Georges

Le centre technique de Sabl-sur-Sarthe

b) Aspect juridique

La BnF est un EPA (Etablissement Public caractre Administratif). Un EPA est une personne morale de droit public disposant dune certaine autonomie administrative et financire sous le contrle de ltat ou dune collectivit territoriale. Les particularits dun EPA sont :

Son personnel, auquel sappliquent les rgles de la fonction publique, est compos notamment dagents des corps de lEtat.

Il est obligatoirement dot dun comptable public responsable personnellement et pcuniairement des oprations quil effectue, et sous le contrle de linspection gnrale des Finances et ventuellement des corps de contrle comptents.

Les prvisions de recettes et de dpenses sont prsentes sous la forme dun budget qui doit tre approuv par les autorits de tutelle.

Les dotations budgtaires prsentent, en ce qui concerne les dpenses, un caractre limitatif.

Le financement est gnralement assur sur fonds publics (subventions, conventions).

Le contrle financier est un contrle exerc par des contrleurs financiers.

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III. Etude technique

a) Prsentation du problme technique

La Bibliothque nationale de France est un haut lieu de la culture et du savoir en France. Cependant, comme tout grand btiment tertiaire, la BnF se doit de proposer un confort pour ses occupants (visiteurs et personnels) en climatisant ses locaux. Jusqu prsent, elle utilisait quatre groupes frigorifiques, deux groupes vis (un dune puissance frigorifique de 2,2 MW et un autre de 2,5 MW) et deux groupes centrifuges identiques (dune puissance frigorifique de 5,2 MW).

Au cours de lexploitation des installations frigorifiques, le service technique de la BnF

a constat que les groupes centrifuges sont surdimensionns et inutilisables. Le compresseur centrifuge produit une puissance frigorifique de 5,2 MW alors que 3 MW de froid suffisent. Par ailleurs, ils sont fabriqus sur mesure en 1993 et les pices dtaches deviennent de plus en plus difficiles obtenir.

Le service climatisation ma demand de proposer une solution permettant de

raliser un gain conomique si lon remplaait le compresseur centrifuge par un autre compresseur.

b) Solution technique propose

Etant donn que ces groupes centrifuges sont surdimensionns et donc peu utilisables, nous avons convenu de choisir un compresseur de plus petite puissance. Cette solution permettra au nouveau compresseur de mieux rpondre au besoin nergtique de la BnF. Il nous reste choisir la technologie du compresseur, de comparer les offres des fabricants et dvaluer le gain nergtique.

c) Choix de la technologie du compresseur La bibliothque voudrait un nouveau compresseur pouvant fournir 3 MW de froid.

Dores et dj notre choix est rduit, puisque seuls les compresseurs vis et centrifuges peuvent fournir une telle puissance. Les compresseurs pistons et les scrolls ne sont pas assez puissants. La BnF sest donc orient vers un compresseur centrifuge car leffet frigorifique dun centrifuge est plus lev quun compresseur vis. De plus, le prix dun centrifuge est moindre quun compresseur vis.

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d) Prsentation de loffre des fabricants

Sachant que la BnF avait fait un devis par Johnson Controls, jai contact leur concurrent Trane. Jai demand un devis pour un groupe centrifuge neuf de 3000 kW. Le devis de Johnson Controls se chiffre 300 000 euros. La socit Trane a fait une offre 186 576 euros.

Le devis de Trane ne comporte pas la main duvre pour linstallation du groupe, ni

lintervention des manutentionnaires. De plus, Trane prconise de changer le transformateur lectrique en amont du groupe pour garantir les performances de la machine. Nous avons pris rendez-vous avec le commercial de Trane le lundi 12 dcembre 2011 pour lui montrer linstallation actuelle et le parcours quemprunterait les manutentionnaires pour placer le groupe dans la salle des machines. Le technicien frigoriste en bureau dtude de la BnF a envoy les diffrentes informations complmentaires (hauteur sous le plafond, charge maximale supporte par le monte-charge, taille de la porte dentre de la salle des machines, etc).

e) Evaluation du gain nergtique

Pour raliser cette tude, jai pu accder tous les documents disponibles tels que :

Donnes de la GTC (Gestion Technique Centralise) : Extraction de la production frigorifique chaque heure de la journe entre Juin 2010 et Novembre 2011.

Audit nergtique de H3C : Connatre les formules du COP pour le compresseur vis et les compresseurs centrifuges. Pour le compresseur vis de 2500 kW : COP = 8,7 x 10^-4 x Puissance frigorifique + 2,4 Pour les compresseurs centrifuges de 5200 kW : COP < 1500 kW = 2,71 x10^-3 x Puissance frigorifique + 1,46 x 10^-2 COP > 1500 kW = 1,09 x 10^-3 x Puissance frigorifique + 0,826

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Devis de Johnson Controls Industries : Connatre les valeurs du COP du nouveau compresseur centrifuge 3000 kW.

% LOAD P0 en kW % POWER Pabs en kW EEFT (C)

ELFT (C) CEFT (C) CLFT (C) COP

100 3000 100 558 9,04 5 31 25,01 5,376

90 2700 89,6 500 8,63 5 31 34,61 5,4

80 2400 79,7 445 8,23 5 31 34,21 5,393

70 2100 70,6 394 7,82 5 31 33,81 5,33

60 1800 62,2 347 7,42 5 31 33,42 5,187

50 1500 54,1 302 4,02 5 31 33,03 4,967

40 1200 44,4 248 6,61 5 31 32,62 4,839

30 900 36,2 202 6,21 5 31 32,23 4,455

20 600 27,6 154 5,81 5 31 31,84 3,896

15 451,1 22,9 128 5,61 5 31 31,64 3,524

Le devis de Johnson Controls Industries se chiffre 300 000 euros.

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f) Processus de dmarrage des compresseurs Pour dmarrer ces quatre groupes, la BnF a programm un ordre pour ces compresseurs que voici :

A lavenir, elle souhaiterait avoir cet ordre de priorit :

Vis 2 200 kW Vis 2 500 kW

Centrifuge 3 000 kW

Sans rcupration de chaleur

Vis 2 200 kW Vis 2 500 kW

Centrifuge 5 200 kW

Sans rcupration de chaleur

Avec rcupration de

chaleur

Avec rcupration de

chaleur

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Compresseur vis du groupe 2200 kW

Groupe vis de 2500 kW

43

Groupe centrifuge de 5200 kW

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g) Etude technique

1. Gain nergtique par rapport aux COP rels

Tout dabord, sur le devis de Jonhson Controls lentre de leau dans le condenseur

est 31C. Cependant, la BnF larrive de leau se fait 28C. Nous avons d recalculer le nouveau COP en fonction de cette donne. Nous avons contact Johnson Controls pour avoir un nouveau tableau des donns 28C, mais nous navons pas eu de rponse. Du coup, nous avons d employer une empirique. Le fluide dans linstallation est du R134a, nous avons regard les pressions 31C et 28C. Ce qui nous donne :

Temprature Pression

31C 9,2 bars

28C 8,4 bars

Jai donc ensuite divis 8,4 par 9,2, ce qui me donnait un ratio de 0,913043478. Jai ensuite divis lancien COP 31C par ce ratio.

En voici le rsultat :

P abs 31C COP 31C 8,4/9,2 COP 28C P frigo P abs 28C %

558 5,376 0,913043478 5,888 3000 510 100

500 5,4 0,913043478 5,914 2700 457 90

445 5,393 0,913043478 5,907 2400 406 80

394 5,33 0,913043478 5,838 2100 360 70

347 5,187 0,913043478 5,681 1800 317 60

302 4,967 0,913043478 5,440 1500 276 50

248 4,839 0,913043478 5,300 1200 226 40

202 4,455 0,913043478 4,879 900 184 30

154 3,896 0,913043478 4,267 600 141 20

128 3,524 0,913043478 3,860 451,1 117 15

Jai pu ensuite commencer ltude. Jai tout dabord cr des paliers de puissance, de 10 % 100 % du compresseur 3000 kW. Grce aux valeurs de la GTC, jai pu extraire le nombre dheure de fonctionnement en fonction des paliers de puissances. Jai compar ensuite la consommation lectrique par mois des diffrents groupes par rapport des COP rels. Cest--dire qu 2640 kW, le centrifuge 3 MW consommerait 12000 kWh, tandis que le compresseur vis consommerait 16500 kWh, au mois de juin 2010. Jai ensuite multipli la consommation par le prix de llectricit au kWh. Mon travail peut se rsumer en un tableau des cots en lectricit des groupes.

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Puissance frigorifique de 2640 4700 kW Puissance frigorifique de 4700 5200 kW

Prix lectricit TTC en Centrifuge 3 MW Vis rejet 2,5 MW Centrifuge 5,2 MW Centrifuge 3 MW

Juin 2010 6 021,33 8 685,90 1 478,77 989,72

Juillet 2010 7 582,15 10 791,05 1 829,26 1 223,13

Aot 2010 6 686,48 9 594,78 777,09 531,20

Septembre 2010 4 022,20 5 801,89 - -

Octobre 2010 2 242,71 3 249,41 - -

Novembre 2010 708,85 1 032,89 - -

Dcembre 2010 - - - -

Janvier 2011 12,62 17,45 - -

Fvrier 2011 441,09 609,66 - -

Mars 2011 2 169,24 3 180,98 113,19 72,13

Avril 2011 5 175,83 7 319,86 1 598,95 1 059,07

Mai 2011 7 577,88 10 836,74 1 427,95 935,39

Juin 2011 7 572,18 10 943,09 1 403,74 926,07

Juillet 2011 8 450,43 12 106,51 1 473,40 970,94

Aot 2011 8 246,05 11 863,97 2 227,02 1 512,26

Septembre 2011 7 786,21 11 319,68 932,87 613,99

Octobre 2011 4 388,10 6 401,63 320,44 210,54

Novembre 2011 1 115,36 1 643,51 - -

Prix total en sur 17 mois 80 199 115 399 13 583 9 044

Totaux 12 mois 46 619 66 962 8 244 5 476

Entre le centrifuge 3 MW et le vis 2,5 MW Entre le centrifuge 3 MW et le centrifuge 5,2 MW

Economies sur 12 mois 20 343,37 2 768,38

Economies totales 23 111,75

Retour sur investissement 13 ans Si investissement de 300 000 euros

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2. Par rapport aux COP ESEER Jai ensuite fait une comparaison avec les COP ESEER (European Seasonal Energy

Efficiency Ratio). Le COP ESEER est un coefficient de performance prenant compte de la charge du compresseur 20%, 50%, 75% et 100%. Le COP ESEER est donc plus juste que le COP dit normal, car le groupe frigorifique rgulera sa puissance en fonction de la demande.

Des tudes ont donc donn cette formule : ESEER = 0.03 x COP 100% + 0.33 x COP 75% + 0.41 x COP 50% + 0.3 x COP 20%

COP Centrifuge 3 MW Vis 2,5 MW Centrifuge 5,2 MW

20% 4,27 3,10 2,83

50% 5,44 3,59 3,66

75% 5,87 4,13 5,08

100% 5,89 4,58 6,49

Dans notre cas, nous avons : COP ESEER centrifuge 3 MW = 5,63 COP ESEER vis 2,5 MW en rejet = 3,90 COP ESEER centrifuge 5,2 MW = 4,22 On remarque que le COP ESEER du centrifuge 3MW est plus lev, ce compresseur va donc consommer moins dlectricit que les autres compresseurs.

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Puissance frigorifique de 2640 4700 kW Puissance frigorifique de 4700 5200 kW

Prix lectricit TTC en Centrifuge 3MW Vis rejet 2,5 MW Centrifuge 3 MW Centrifuge 5,2 MW

Juin 2010 6 661,41 9 602,42 1 087,69 1 449,60

Juillet 2010 8 406,80 12 118,39 1 345,81 1 793,60

Aot 2010 7 313,72 10 542,71 568,47 757,62

Septembre 2010 4 426,30 6 380,50 - -

Octobre 2010 2 418,09 3 485,67 - -

Novembre 2010 769,41 1 109,10 - -

Dcembre 2010 - - - -

Janvier 2011 11,52 16,61 - -

Fvrier 2011 402,55 580,28 - -

Mars 2011 2 510,26 3 618,54 84,27 112,30

Avril 2011 5 651,96 8 147,30 1 179,18 1 571,53

Mai 2011 8 365,02 12 058,16 1 055,98 1 407,34

Juin 2011 8 544,88 12 317,44 1 036,25 1 381,04

Juillet 2011 9 288,21 13 388,95 1 087,98 1 449,99

Aot 2011 9 143,63 13 180,54 1 631,97 2 174,98

Septembre 2011 8 813,14 12 704,14 689,05 918,32

Octobre 2011 4 891,15 7 050,59 236,80 315,59

Novembre 2011 1 285,74 1 853,39 - -

Totaux sur 12 mois 51 531,83 74 283,08 6 075,63 8 097,18

Entre le centrifuge 3 MW et la vis 2,5 MW Entre le centrifuge 3 MW et le centrifuge

5,2 MW

Economies sur 12 mois 22 751,25 2 021,55

Economies totales 24 772,80

Retour sur investissement 12 ans Si investissement de 300 000

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Daprs ces deux tudes, la bibliothque nationale de France conomisera environ 25 000 euros par an dlectricit. Sachant que la facture lectrique sur un an se chiffre 3 200 000 euros, lconomie ralise serait de 0,78 %.

h) Bilan

La BnF et le lyce Maximilien Perret sont partenaires et chaque anne deux lves vont la BnF pour raliser une tude. Quand mon professeur ma prsent le sujet de ltude, jtais dconcert, je me demandais comment jallais pouvoir faire le travail. Mais en arrivant la bibliothque, Serge MATHE et Thibaut LE mont bien expliqu en quoi consistait ltude. Tandis que les tudiants de ma classe dimensionnaient une installation, je calculais les conomies dnergies dun groupe par rapport un autre.

Je pense que ce travail deviendra de plus en plus important dans les annes venir,

puisquavec laugmentation constante du prix des nergies, les grosses entreprises ou lieux public feront de plus en plus attention leurs factures lectriques, gaz, eau. Elles prfreront investir davantage dans une machine plus onreuse mais qui consomme moins.

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IV. Conclusion

Aprs mon stage ouvrier effectu chez Trane, je voulais dcouvrir le monde des bureaux dtudes, que jai dcouvert la Bibliothque nationale de France. Il peut sembler trange que la BnF ait un bureau dtude mais il fait partie du dpartement des moyens techniques. Les personnes le composant sont lectriciens, nergticiens, plombiers, frigoristes.

Lors de ce stage, jai rencontr quelques difficults notamment sur lutilisation du logiciel Excel. Jai d passer par une autoformation en regardant certaines astuces sur Internet pour faciliter mon travail, jai pu aussi compter sur laide de Thibaut LE. Compar Trane o lentraide tait vraiment dvelopp, la BnF tant donn que les comptences ne sont pas les mmes, les personnes composant le dpartement des moyens techniques ne saident pas beaucoup entre eux, mme sil rgne une bonne ambiance. Jai pu aussi suivre un changement de compresseur vis pendant ma priode de stage. Cela tait trs intressant car jai pu voir les mthodes mis en uvre pour dplacer un compresseur de 4 tonnes. Les relations avec les techniciens de chez Johnson Controls sont bonnes car le personnel de la BnF leur fait confiance pour entretenir leurs matriels.

Cependant, je suis du de navoir pas fait un stage dans une entreprise de

dimensionnement dinstallation. Jaurais voulu rpondre un problme technique en

apportant une solution concrte.

50

Enfin pour conclure, je dirais que ces deux stages mont beaucoup apport. Lors du

stage chez Trane, les techniciens me faisaient confiance pour effectuer des tches manuelles

alors que je ne connaissais pas le mtier de frigoriste.

Tandis qu la BnF jai acquis de lautonomie pour raliser mon tude, mme si je

pouvais compter sur MATHE Serge et LE Thibault.

Depuis quelques annes, je me demandais comment fonctionnait un btiment, un

centre commercial, une bibliothque au niveau de la climatisation, de lclairage, de la

plomberie Cest pour a que jai rejoint le BTS Fluides Energtiques Environnements, car il

rpond mes interrogations.

Lan prochain, je souhaiterais faire lIFFI (Institut franais du froid industriel et du

gnie climatique) pour pouvoir approfondir davantage mes connaissances.