École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

✉ elearning@epiniger.edu.ne    🌐 epiniger.edu.ne

EPI e-Learning

L'école du nouveau monde · Plateforme e-Learning

Unité d’enseignement : PET · S4 · UE1 — Techniques industrielles

  • Contrôle et régulation

    Une installation pétrolière moderne — séparateurs et stations de collecte du bassin d’Agadem, fours et colonnes de distillation de la raffinerie SORAZ, stations de pompage du pipeline Niger–Bénin — fonctionne en continu sous la surveillance de centaines de boucles de régulation. Chacune maintient automatiquement une grandeur (pression, niveau, débit, température) à sa consigne malgré les perturbations : variation de production des puits, chaleur de l’après-midi, changement de brut. Ce cours présente les principes du contrôle automatique, les capteurs et transmetteurs, les actionneurs (en particulier les vannes de régulation), puis la régulation PID et les structures de boucles utilisées dans l’industrie pétrolière. Il prépare le technicien à lire un schéma de tuyauterie et d’instrumentation (P&ID), à vérifier une chaîne de mesure 4-20 mA et à participer au réglage d’une boucle.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire une boucle de régulation (mesure, consigne, régulateur, actionneur, procédé, perturbations) et lire les repères ISA d’un P&ID.
    • Choisir et étalonner un capteur-transmetteur, convertir un signal 4-20 mA en valeur physique.
    • Choisir une vanne de régulation (type, caractéristique, position de sécurité) et estimer son coefficient Cv.
    • Expliquer les actions P, I et D et régler un PID par une méthode empirique.
    • Reconnaître les structures cascade, rapport, anticipation, split-range et sélection.

    Prérequis

    Informatique industrielle (automates, signaux), mécanique des fluides, notions de mathématiques (exponentielle, dérivée, intégrale).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Principes des systèmes de contrôle automatique
    2. Leçon 2 — Capteurs et transmetteurs
    3. Leçon 3 — Actionneurs et vannes de régulation
    4. Leçon 4 — Régulation PID et structures de boucles de contrôle

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 14 h de CM, 6 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, quiz en ligne) pour 40 % et examen terminal écrit (60 %) comprenant des calculs de mise à l’échelle, de réponse de procédé et de réglage PID.

    Bibliographie

    • Ogata K., Modern Control Engineering, Pearson.
    • Smith C. A., Corripio A. B., Principles and Practice of Automatic Process Control, Wiley.
    • Liptak B. G., Instrument Engineers’ Handbook, CRC Press.
    • Borne P. et al., Régulation industrielle, Technip.
    • ISA-5.1, Instrumentation Symbols and Identification ; IEC 60534 (vannes de régulation).

  • Pompes et compresseurs

    Les pompes et les compresseurs sont les « cœurs » des installations pétrolières : ils font circuler la boue de forage, remontent le brut des puits, transfèrent le pétrole des stations de collecte du bassin d’Agadem vers les centres de traitement, alimentent les unités de la raffinerie SORAZ de Zinder et maintiennent la pression dans le pipeline d’exportation Niger–Bénin (WAPCO). Les compresseurs, eux, valorisent le gaz associé (gas-lift, réinjection, gaz combustible) et alimentent les réseaux d’air instrument. Ce cours de semestre 4 donne au futur technicien supérieur les bases pour comprendre, choisir, exploiter et entretenir ces machines : lois hydrauliques, courbes caractéristiques, cavitation, machines volumétriques, compression des gaz, maintenance préventive et dépannage. Les calculs sont conduits en unités SI et en unités de champ (bbl, psi, gpm).

    Objectifs d’apprentissage

    • Calculer la hauteur manométrique, la puissance hydraulique et la puissance absorbée d’une pompe.
    • Lire une courbe caractéristique, déterminer un point de fonctionnement et appliquer les lois de similitude.
    • Évaluer le risque de cavitation par le calcul du NPSH disponible.
    • Décrire et dimensionner sommairement les pompes volumétriques (pompe à boue triplex, pompes rotatives).
    • Expliquer la compression étagée des gaz et estimer taux de compression, température de refoulement et puissance.
    • Organiser la maintenance préventive et conduire un diagnostic de panne méthodique.

    Prérequis

    Mécanique des fluides (pression, débit, équation de Bernoulli, pertes de charge), thermodynamique de base (gaz parfait, transformations adiabatiques), notions d’électrotechnique (moteurs).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Notions hydrauliques de base et classification des pompes
    2. Leçon 2 — Pompes centrifuges : courbes, point de fonctionnement et cavitation
    3. Leçon 3 — Pompes volumétriques et compresseurs à gaz
    4. Leçon 4 — Maintenance préventive, surveillance et dépannage

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 30 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de TP, 40 h de travail personnel (TPE) ; 4 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, quiz en ligne, devoir surveillé) comptant pour 40 % et examen terminal écrit (60 %) comportant des exercices de calcul et une étude de cas de dépannage.

    Bibliographie

    • Bloch H. P., Budris A. R., Pump User’s Handbook: Life Extension, Fairmont Press.
    • Karassik I. J. et al., Pump Handbook, McGraw-Hill.
    • Gülich J. F., Centrifugal Pumps, Springer.
    • Brown R. N., Compressors: Selection and Sizing, Gulf Professional Publishing.
    • Normes API 610 (pompes centrifuges), API 674/675 (pompes volumétriques), API 617/618 (compresseurs), API 682 (garnitures mécaniques).