Groupes électrogènes et climats extrêmes. Comment configurer votre équipement pour qu'il maintienne ses performances opt

La rigueur de l'environnement peut considérablement altérer le fonctionnement d'un groupe électrogène. Pour cette raison, une adaptation au milieu et la mise en œuvre d'un certain nombre de mesures supplémentaires permettront d'optimiser les performances, quel que soit l'emplacement du projet.


« Les espèces qui survivent ne sont pas les plus fortes, ni les plus intelligentes, mais celles qui s'adaptent le mieux aux changements », affirmait le naturaliste britannique Charles Darwin. Ce manque d'adaptation au milieu nous empêche de réaliser notre activité à 100 %. Le processus de réduction de la capacité nominale de travail, désigné sous le nom de « déclassement », touche de la même manière tous les groupes électrogènes lorsque des changements se produisent dans le milieu où ils sont installés. Pour cette raison, des modifications doivent leur être appliquées pour garantir leur fonctionnement. C'est pourquoi, avant de sélectionner les caractéristiques d'un groupe électrogène, il est nécessaire d'identifier clairement les contraintes associées à son environnement de travail.

Les principales contraintes prises en compte dans l'étude de viabilité d'un groupe destiné à des conditions climatiques extrêmes sont au nombre de quatre :

  • La température
  • L'humidité
  • La pression atmosphérique
  • La qualité de l'air : elle dépend de plusieurs facteurs, notamment la teneur en oxygène, les particules en suspension, la salinité, ou les polluants atmosphériques.




Les climats où la température ambiante est inférieure à -10 ºC ou supérieure à 40 ºC, ou dont l'humidité dépasse 70 %, ou encore les milieux désertiques, chargés en poussières en suspension, sont des exemples clairs de conditions environnementales extrêmes. Tous ces facteurs peuvent causer des problèmes et écourter la durée de vie utile des groupes électrogènes, et ce, aussi bien s'ils fonctionnent en secours (standby), dans la mesure où ils doivent rester pendant de longues périodes à l'arrêt, qu'en continu, puisque le moteur peut facilement surchauffer en raison du grand nombre d'heures de travail, et plus encore dans les atmosphères poussiéreuses.
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Que peut-il arriver à mon groupe électrogène dans des conditions de froid ou de chaleur extrêmes ?


Nous entendons par climat extrêmement froid pour un groupe électrogène une situation dans laquelle la température ambiante peut atteindre des valeurs susceptibles de provoquer le gel de certains de ses composants. Dans des conditions de températures inférieures à -10 ºC, les problèmes susceptibles d'apparaître sont les suivants :

  • La basse température ambiante rend le démarrage difficile.
  • La condensation de l'humidité sur l'alternateur et le radiateur peut provoquer l'apparition de plaques de gel.
  • Les batteries se déchargent plus rapidement.
  • Les circuits qui contiennent des fluides comme l'huile, l'eau ou le diesel, gèlent.

  • Les filtres à huile ou diesel se bouchent.
  • Au démarrage, le stress thermique, produit par le passage d'une température extrêmement basse à extrêmement haute en un temps relativement court, risque de provoquer des ruptures dans le bloc-moteur et les conduites.
  • Les parties mobiles du moteur deviennent plus sensibles aux ruptures, et il est également possible que le lubrifiant gèle.


À l'inverse, les ambiances extrêmement chaudes (plus de 40 ºC) provoquent essentiellement une réduction de puissance due à la variation de la densité de l'air et de sa concentration en O2, qui a un impact sur le processus de combustion. Il existe des cas particuliers, notamment dans les environnements suivants :


Forêts tropicales 

Ce type de condition climatique est caractérisé par de très hautes températures associées à des niveaux d'humidité particulièrement élevés (souvent supérieurs à 70 %). Les groupes électrogènes n'ayant aucun type de protection peuvent perdre de l'ordre de 5 à 6 % de leur puissance, voire plus. En outre, une humidité intense provoque l'oxydation rapide des bobinages en cuivre de l'alternateur (les roulements sont tout particulièrement sensibles). L'effet est similaire à celui que provoqueraient des températures extrêmement basses.

Milieux désertiques :

Dans les climats désertiques, la grande amplitude entre les températures diurnes et nocturnes est bien connue : de jour, il est possible d'atteindre des températures de plus de 40 ºC, tandis que la nuit, celles-ci peuvent chuter à 0 ºC. Les problèmes potentiels pour les groupes électrogènes sont de deux types : 

  • Ceux liés aux hautes températures diurnes, à savoir la diminution de la puissance en raison de la variation de la densité de l'air, la forte température ambiante qui atténue la capacité de refroidissement par air des composants du groupe, et notamment le bloc-moteur, etc.
  • Ceux liés aux faibles températures nocturnes, à savoir la difficulté à démarrer, l'accélération du déchargement des batteries, le stress thermique au niveau du bloc-moteur, etc.

Mis à part la température, la pression et l'humidité, d'autres facteurs peuvent également nuire au fonctionnement d'un groupe électrogène :

  • Poussières en suspension : elles peuvent avoir un effet négatif sur le système d'admission du moteur, le refroidissement par réduction du passage de l'air à travers le radiateur, les composants électriques du tableau de commande, l'alternateur, etc.
  • Salinité ambiante : elle est en général néfaste pour toutes les parties métalliques, mais touche plus particulièrement l'alternateur et le capotage du groupe électrogène.
  • Produits chimiques et autres types de polluants abrasifs : selon leur nature, ils peuvent avoir un effet sur l'électronique, l'alternateur, le capotage, la ventilation, et tous les composants en général.



Configuration recommandée en fonction de l'emplacement du groupe


En tant que fabricants de groupes électrogènes, nous adoptons un certain nombre de mesures pour éviter les inconvénients précédents. Selon le type de conditions ambiantes, nous pouvons mentionner les précautions suivantes.

En cas de froid extrême (< -10 ºC), voici quelques exemples de mesures :


Protections contre la température :

1. Résistance de chauffage du refroidisseur du moteur

    • Avec pompe
    • Sans pompe (convexion)
2Résistance de chauffage de l'huile
    • Avec pompage. Système de chauffage à pompe intégré dans le chauffage du refroidisseur
    • Protections sur le carter ou résistances immergées
3. Chauffage du carburant
    • Au niveau du préfiltre

    • Au niveau du manchon

4. Système de chauffage avec brûleur diesel pour les endroits où aucune source d'alimentation électrique auxiliaire n'est disponible

5Chauffage de l'entrée d'air
6
Résistances de chauffage dans l'habitacle du groupe
7
Chauffage du coffret de commande. Coffrets de commande à résistance sur l'écran

Protections contre la neige :

8Capots pour la neige « Snow-Hood »
9. 
Filtre alternateur
10
Volets motorisés ou à pression

Protection en altitude :

11Moteurs turbocompressés (pour les puissances inférieures à 40 kVA et selon le modèle, car pour les puissances supérieures, cette protection est standard)

En cas de chaleur extrême (> 40 ºC) :


Protections contre la température :

1Radiateurs de 50 ºC (température ambiante)

    • Ouverts
    • Capotage/conteneur

2. Refroidissement du circuit de retour de carburant
3Moteurs spéciaux pour supporter des températures de plus de 40 ºC (groupes à gaz)

Protections contre l'humidité :

4. Vernissage spécial de l'alternateur

5Résistance anti-condensation sur l'alternateur
6
Résistance anti-condensation dans les coffrets

7Peinture spéciale

    • C5I-M (conteneur)
    • Apprêt enrichi en zinc (capotages)

Protections contre le sable ou la poussière :

8Pièges à sable aux entrées d'air
9
Volets motorisés ou à ouverture par pression d'air
10Filtre pour l'alternateur
11
Filtre cyclonique dans le moteur


HIMOINSA, forte de près de 40 ans d'expérience dans la fabrication de groupes électrogènes, a mis en œuvre avec succès de nombreux projets dans des endroits caractérisés par un climat extrême. Voici quelques exemples de ceux qui ont été réalisés ces dernières années :


Conclusions 

La bonne configuration de votre groupe électrogène, associée à la réalisation d'études climatologiques préliminaires du site où il sera installé (température, conditions d'humidité, pression et polluants atmosphériques), vous aidera à prolonger la durée de vie utile de votre équipement et à maintenir ses performances. L'emploi d'accessoires appropriés permet par ailleurs de réduire les tâches de maintenance. Les membres de l'équipe d'ingénierie technique d'HIMOINSA mettent leur expérience à votre service en réalisant toujours des études préliminaires in situ qui vous aident à adopter la configuration la mieux adaptée à votre projet.