grue de 200 tonnes du chantier naval de la ciotat

GRUE DE 200 TONNES
DU CHANTIER NAVAL DE LA CIOTAT
Présentation :
Construite en 1968-69, cette grue est la plus puissante
du Chantier Naval de La Ciotat. Elle a été construite par
Krupp - Ardelt (Allemagne), comme les deux portiques
de 500 et 650 tonnes.
Elle se compose d'une colonne cylindrique de 4,5
mètres de diamètre terminée par un cône allongé, qui
sert de pivot à la flèche. Sa hauteur totale est de 56
mètres, pour un poids de 988 tonnes.
Lors de son montage, elle connut un grave accident et sa colonne
se plia sous l'effet d'un déséquilibre.
Un homme se trouvait au bout de la flèche à ce moment: il vit
arriver sur lui le chariot supérieur, mais parvint à l'éviter en se
plaquant entre les rails. Il s'en sortit avec une belle frayeur !
La grue fut néanmoins réparée et effectua son service
normalement jusqu'à la fermeture du chantier.
Elle est toujours en état de marche, et sert entre autres à la mise à
l'eau de bateaux, à divers travaux de coffrage des docks flottants
en construction dans le bassin.
Mise en situation :
Cette grue comme les 2 portiques de 500 et 650 tonnes desservent la grande forme (bassin) d’une dimension de
300 m de long sur 60 m de large. Cette grande forme permettait de construire ou d’accueillir pour réparation
des bateaux allant jusqu’à 360 m de long.
La continuité de service sur ces engins de levage était donc primordiale car sans eux la plus importante section
des chantiers de La Ciotat était à l’arrêt. Dans ce cas, c’est 2 à 3 milliers de personnes qui ne peuvent travailler.
Afin de limiter le plus possible ces arrêts plusieurs dispositifs ont été mis en place notamment :
 deux sources d’alimentation différentes
 et le schéma de liaison à la terre IT.
Régime de neutre
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LE REGIME IT
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Données techniques :
Alimentation HT de la grue :
L’alimentation de la grue s’effectue à partir d’un poste fournissant du 5500 V et se situant à équidistance de ses
butées de translation. Cette alimentation est acheminée dans la grue grâce à un enrouleur de câble motorisé et
asservi.
But ée AV
But ée AR
Le poste quant à lui peut être alimenté par deux sources EDF 20KV différentes afin de palier tout problème
survenant sur une source HT. Un transformateur de 1250 KVA abaisse cette tension en une tension de 5500V.
HT
1
HT
2
Alimentation BT de la grue :
Un premier transformateur situé dans la colonne de la grue abaisse la tension à 430V. C’est cette tension qui
alimente les variateurs de vitesse des moteurs à courant continu de translation (un à chaque pied de la grue), de
levage et de rotation de la flèche.
Un deuxième transformateur 430V/230V alimente le reste de l’installation notamment le moteur de
distribution (déplacement du chariot de levage tout du long de la flèche). Le schéma de liaison à la terre est le
schéma IT.
5,5KV/430V
x7
430V/230V
P art ie
étudiée
Etude de la protection des personnes :
Afin de simplifier l’étude on va se restreindre à seulement 4 circuits :

2 circuits monophasés :
Une prise R1 située dans la cabine de pilotage de la grue
Le circuit d’alimentation R2 des appareils de mesure situés dans la cabine.

2 circuits triphasés :
Un circuit R3 alimentant 1 moteur de 2 CV commandant des vérins
Un circuit R4 alimentant le moteur de frein de la rotation de la flèche.
Un schéma simplifié vous est proposé sur le document réponse n°1.
ATTENTION :
Régime de neutre
Pour les besoins des manipulations, vous allez effectuer des mesurages au voisinage de pièces nues
sous tension. Vous vous trouvez donc en situation de chargé d’intervention (habilitation BR). Vous
prendrez donc toutes les mesures nécessaires pour assurer votre propre sécurité.
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TRAVAIL DEMANDE :
ATTENTION RESEAU 130V / 230 V
PARTIE n°1 : Evaluation du danger lors d’un défaut d’isolement sur R3
QUESTION n°1 :
Repérez sur la maquette les appareils suivants et sur votre copie, notez pour chacun
d’eux, le repère inscrit sur la planche n°1 :
0,5 point
 le contrôleur permanent d’isolement ( CPI )
 l’éclateur
 l’avertisseur sonore
 l’avertisseur lumineux
Câblez le schéma correspondant à la planche n°1.
QUESTION n°2 :
Le schéma de liaison IT ainsi réalisé est-il avec le neutre impédant ou neutre isolé ?
Justifiez votre réponse
0,5 point
QUESTION n°3 :
Prédétermination des tensions de contact aux bornes du bonhomme 3 :
Pour cela, tracez en vert sur le document réponse n°1 le parcourt du courant de
défaut lorsque va apparaître un défaut franc phase 3–carcasse
Ensuite réalisez sur votre copie le schéma équivalent de la boucle du courant de défaut.
Calculez Id et ensuite Uc2, Uc3, Uc23. (Aidez-vous du dossier ressource)
1 point
QUESTION n°4 :
Mettez sous tension la maquette.
Uc23
Mettez le CPI (Contrôleur Permanent d’Isolement) sous
tension en fermant les portes-fusibles placés entre Ru et Rn. Il
restera ainsi tout au long du TP.
Créez un défaut franc dans le récepteur R3.
Mesurez les valeurs des 3 tensions de contacts Uc2, Uc3 et
Uc23 aux bornes du bonhomme 3 et concluez quant aux
dangers possibles lors de l’apparition d’un défaut.
1 point

Uc2
Uc3
Bonhomme 3
Coupez l’alimentation de la maquette.
PARTIE n°2-1 : Etude du danger lors de l’apparition de 2 défauts francs
QUESTION n°5 :
On considère que le récepteur R3 présente toujours un défaut d’isolement franc. Tracez
sur le schéma de principe du Document réponse n°1 le parcourt du courant de
défaut (en ROUGE) en considérant l’apparition d’un deuxième défaut franc (Rd = 0)
dans le récepteurs R2 (en plus du précédent).
1 point
QUESTION n°6 :
Indiquez la nature du courant de défaut (surcharge, court-circuit …)
QUESTION n°7 :
Faites un schéma simplifié équivalent en tenant compte des hypothèses simplificatrices
de la norme NF C15-100. Calculez la valeur de ce courant de défaut Id.
1 point
QUESTION n°8 :
Calculez les tensions de contacts masse-sol : Uc1, Uc2, Uc3 et Uc4.
2 points
QUESTION n°9 :
Calculez les tensions de contacts masse-masse : Uc12, Uc23 et Uc34.
1.5 points
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0.5 point
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Vous prendrez en compte le cas le plus défavorable, c’est à dire quand une personne touche simultanément les
carcasses des 2 récepteurs en défaut.
0.5 point
QUESTION n°10 :
La tension de contact est-elle dangereuse (cas le plus défavorable) ?
QUESTION n°11 :
Quel est le temps maximum de coupure autorisé ? (C’est le temps supporté par une
personne). Concluez sur les risques encourus par les personnes en cas d’un double
défaut d’isolement.
0.5 point
PARTIE n°2-2 : Etude de la protection avec 2 défauts francs
QUESTION n°12 :
Quel est le dispositif de coupure automatique que l’on peut employer ? Plusieurs
réponses sont possibles.
0.5 point
 Un disjoncteur magnéto thermique avec dispositif différentiel
 Un disjoncteur magnéto thermique
 Un fusible de type aM ou gG
 Un interrupteur différentiel
QUESTION n°13 :
Quels sont les dispositifs de coupure automatique présents sur la maquette ? 0.5 point
QUESTION n°14 :
Nommez les appareils de protection susceptibles de déclencher lors des 2 défauts
d’isolements sur R2 et R3 (ex : Q1)
0.5 point
QUESTION n°15 :
Vérifiez pour ces appareils de protection le temps de déclenchement en vous aidant de
leur courbe de déclenchement.
1 point
QUESTION n°16 :
Quelle est la partie des dispositifs de protection citée précédemment qui va agir lors de
deux défauts d'isolement ?
0.5 point
 Magnétique
 Thermique
 Ionique
 Différentiel
QUESTION n°17 :
La protection des personnes n’est pas assurée. Justifiez
QUESTION n°18 :
Mettez sous tension la maquette.
0.5 point
Créez un défaut franc dans R2 et le maintenir pendant toute la manipulation (on pourra
shunter le bouton poussoir avec un cordon).
Arrêtez la signalisation sonore en basculant l’inverseur situé à droite de Rn.
Créez un deuxième défaut franc dans R3.
QUESTION n°19 :

Mesurez les tension prédéterminées (Uc1, Uc2,Uc3,Uc4, Uc12,Uc23,Uc34)
0.5 point
Concluez quant au danger.
0,5 point
Couper l’alimentation de la maquette
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PARTIE n°2-3 : Etude de la modification à apporter
QUESTION n°20 :
D’après les courbes de déclenchement des appareils de protection, à partir de quelle
valeur de courant de défaut la protection des personnes est assurée ? Dans ce cas,
quelle est la partie de l’appareil qui va réagir ?
0.5 point
QUESTION n°21 :
Que faut-il modifier sur le système afin d’assurer la protection des personnes ? 0.5 point
QUESTION n°22 :
Modifiez le câblage de la maquette de façon à assurer la protection des personnes et
vérifiez le bon fonctionnement des protections.
1 point

Couper l’alimentation de la maquette
PARTIE n°3 : Etude du rôle du CPI (réglé à 1200)
Avec un schéma de liaison à la terre IT, le premier défaut n’est pas dangereux et ne provoque pas le
déclenchement des protections (voir partie 1). A l’apparition d’un 2° défaut, la tension de contact atteint des
potentiels dangereux mais heureusement les protections déclenchent (bien sur si l’installation a été
correctement étudiée). (voir partie 2)
Si l’entreprise des chantiers navals de La Ciotat désire une continuité de service importante, il faut que dés le
premier défaut d’isolement l’équipe du service électrique parte à sa recherche. Il faut l’éliminer avant qu’un
deuxième apparaisse.
Donc en premier lieu, il faut détecter le premier défaut et le signaler afin d’en informer le service électricien
Câblez le schéma correspondant à la planche n°2.
Mettez sous tension la maquette.
QUESTION n°23 :
Créez un défaut dans le récepteur R3 en réglant le potentiomètre au minimum (1000).
Notez la réaction ainsi la valeur de l’isolement qu’indique le CPI.
0.5 point
QUESTION n°24 :
Augmentez la valeur du défaut dans le récepteur R3 (en agissant sur le potentiomètre).
Notez la réaction du CPI
0.5 point
QUESTION n°25 :
Diminuez la valeur du défaut dans le récepteur R3 (en agissant sur le potentiomètre).
Notez la réaction du CPI
0.5 point
QUESTION n°26 :
Concluez quant au rôle du CPI.

0.5 point
Couper l’alimentation de la maquette.
PARTIE n°4 : Recherche du défaut
Pour cela le service électrique dispose d’un appareil permettant une recherche aisée du récepteur déficient.
Cet appareil est composé d’un générateur de courant de fréquence 10 Hz (pour le dissocier du 50 Hz) et
d’une pince de courant mesurant le 10 Hz.
Câbler le schéma correspondant à la planche n°3.
Branchez le Vigidix GR 10X entre les 2 bornes du CPI. (générateur 10 Hz)
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Alimentez le GR 10X en branchant son cordon orange sur une prise de l’atelier.
Vérifiez que le CPI est sous tension.
Mettez sous tension la maquette.
Basculez l’inverseur situé à droite de Rn.
QUESTION n°27 :
Mettez la pince du RM 10 autour du conducteur de liaison du GR10X au neutre du
réseau et ajuster sa sensibilité pour avoir un affichage à une valeur médiane. (lire pour
cela la documentation technique)
0.5 point
QUESTION n°28 :
Placez successivement la pince du RM 10 en aval de chaque disjoncteur. Tous les
conducteurs actifs doivent passer à l’intérieur de la pince (sauf le PE). Lire ce
qu’affiche la pince de mesure RM10 à chaque mesure. Conclure sur l’utilisation de cet
appareil pour effectuer une recherche de défaut d’isolement.
0.5 point
QUESTION n°29 :
Concluez sur la continuité de service et sur les contraintes d’étude et d’exploitation
d’un schéma de liaison à la terre IT. Semble t-il adapté pour alimenter la grue 200T des
Chantiers Navals de La Ciotat ?
1 point

Couper l’alimentation de la maquette.
PARTIE n°5 : Etude du rôle de l’inverseur
Reprendre le schéma correspondant à la planche n°1.
230 V
CPI
Cet inverseur est monté en « va et vient » avec le contact inverseur du seuil du CPI (voir ci-dessous)
Seuil
Avertisseur sonore
Inverseur
Mettez sous tension la maquette.
Gratuit
QUESTION A :
Créez un défaut franc (0 ) dans le récepteur R3. Que se passe-t-il ?
QUESTION B :
Tout en conservant le défaut (shuntez le BP avec un fil), basculez l’inverseur situé à
droite de Rn.
Comment réagissent le CPI, l’avertisseur sonore et lumineux ? Lisez la valeur de
l’isolement du réseau sur le CPI. Le défaut d’isolement est-il toujours présent ? Gratuit
QUESTION C :
Le défaut d’isolement a été localisé et on coupe le circuit concerné. Ouvrez donc le
disjoncteur Q33. Que constatez-vous sur l’avertisseur sonore, le CPI et le voyant ?
Lisez la valeur de l’isolement du réseau sur le CPI. Le défaut d’isolement est-il toujours
présent ?
Gratuit
QUESTION D :
Que reste t-il à faire pour reprendre un fonctionnement normal ?
Gratuit
QUESTION E :
Concluez quant à l’utilité de cet inverseur.
Gratuit

Couper l’alimentation de la maquette et ranger tous les fils.
Régime de neutre
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Planche n°1
1
2
22 
22 
Z = 2000 
3
6
4
5
Bobines
L=100m
S=1,5mm²
Régime de neutre
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22 
22 
Z = 2000 
Planche n°2
1K
500
Bobines
L=100m
S=1,5mm²
Régime de neutre
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GR 10X
Z = 2000 
Planche n°3
22 
22 
RM10
Bobines
L=100m
S=1,5mm²
Régime de neutre
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Temps maximal de coupure :
Avec Uo = tension simple entre phase et neutre
Courbes de déclenchement
Régime de neutre
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