RÉPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR UNIVERSITÉ DE TUNIS ELMANARFACULTÉ DES SCIENCES DE TUNIS DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE L’INFORMATIQUE PROJET DE FIN D’ÉTUDES ETUDE ET OPTIMISATION DES PROJETS D’ÉLECTRIFICATION Organisme d’accueil : La STEG. Réalisé par : Mr BEN AICHA Yassine & Mr HAMROUNI Fawzi. Encadré par : Mr BEN CHARRADA Faouzi ANNEE UNIVERSITAIRE 2002 / 2003 Remerciements Au terme de ce projet de fin d’étude, nous remercions tout d’abord la direction de la distribution de la société tunisienne d’électricité et de gaz pour l’honneur qu’elle nous a donné d’effectuer notre stage sous sa tutelle et pour la confiance qu’elle nous a accordée pour mener ce présent travail. En outre, Nos remerciements s’adressent à Mr. Fawzi BEN CHARRADA pour ces précieuses directives tout au long de ce projet, et nous lui exprimons notre profonde gratitude pour sa fructueuse collaboration. Nous remercions vivement nos encadreurs au sein de la société Mr. Ali HAMMOUDA et Mr Mohamed Sallah BELLILI pour l’intérêt notable qu’ils ont manifesté pour ce travail. Nous exprimons également nos sincères reconnaissances aux enseignants du département informatique à la faculté des sciences de Tunis, et aux personnels de la « STEG » ainsi que tous ceux qui de prés ou loin ont contribué à l’accomplissement de ce travail. Que les membres du jury trouvent ici l’expression de notre reconnaissance pour avoir accepter d’examiner ce travail. 2 Table des matières INTRODUCTION_______________________________________________________ 1 Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise et diagnostic _______________________ 2 I. Présentation de la « STEG » _________________________________________ 3 I.1 Historique _____________________________________________________3 I.2 Mission__________________________________________________________ 4 II. Direction de distribution _______________________________________________4 II.1 Objectif de la direction _________________________________________ 4 II.2 L’informatique au sein de la « STEG » _____________________________ 6 III. Formules de calcul utilisées _________________________________________ 7 IV. L’électrification _____________________________________________________14 IV.1. Introduction _____________________________________________________14 IV.2. Déroulement d’un projet d’électrification _____________________________ 15 IV.3. Identification de l’existant _________________________________________ 16 IV.4. Limites et anomalies constatées ___________________________________ 16 IV.4.1. Limites du premier programme ___________________________________ 17 IV.4.2. Limite du deuxième programme ___________________________________ 17 V. Problématique _____________________________________________________18 Chapitre 2 : Etude théorique et méthodes utilisées _____________________________ 19 I. Objectifs poursuivis _______________________________________________20 II. Analyse __________________________________________________________ 20 I.2.1. Etude des projets d’électrification___________________________________ 20 I.2.2. Etablissement d’un devis estimatif _____________________________ 21 I.2.3. Gestion des projets déjà étudiés ___________________________________ 22 I.2.4. Donnés de travail _______________________________________________22 I.2.5. Résultats _____________________________________________________22 II. Généralités et méthodes utilisées _________________________________________ 22 II.1. Formalisation du problème avec la théorie des graphes _________________ 23 II.1.1. Méthode de chemin le plus court ___________________________________ 23 II.1.2 Limites de l’algorithme _________________________________________ 25 II.2. Méthode de backtracking _________________________________________ 26 II.2.1. Démarche à suivre _______________________________________________26 II.2.2. Limites de l’algorithme _________________________________________ 28 II.3. Algorithme adopté pour la répartition___________________________________ 28 II.3.1. Constations _______________________________________________ 28 II.3.2 Idée de la répartition _________________________________________ 29 II.3.3. Organigramme de l’algorithme __________________________________ 33 3 II.3.4. Résumé des différentes étapes de l’algorithme _______________________ 35 II.3.5. Apport de la méthode _________________________________________ 35 Chapitre 3 : Conception logicielle et réalisation _____________________________ 36 I. Conception __________________________________________________________ 37 I.1. Outils utilisés _____________________________________________________37 I.1.1 C++ Builder 6 _______________________________________________ 37 I.1.2 SQL Server 7 _______________________________________________39 I.2. Méthodes de conception utilisées ___________________________________ 41 I.2.1. Unified Modeling Language ___________________________________ 41 I.2.2. Pourquoi UML _______________________________________________41 I.2.3. Modèle conceptuel de données ___________________________________ 42 I.2.4. Diagramme de cas d’utilisation ___________________________________ 43 I.2.5. Diagramme de classe _________________________________________ 44 II. Réalisation _____________________________________________________46 II.1. Fonctionnalités du logiciel ________________________________________ 46 II.2. Tests et validation _______________________________________________ 53 II.3. Statistiques _____________________________________________________53 CONCLUSION _____________________________________________________54 ANNEXE _____________________________________________________57 4 INTRODUCTION Aujourd’hui, on parle quotidiennement de l’évolution de la performance dans les domaines de travail ; on parle aussi de l’intégration de l’informatique dans le domaine de l’industrie ainsi qu’au sein des sociétés de service public. Ces orientations exigent non seulement la présence des gens compétents car la formation touche aux connaissances théoriques ainsi que pratiques ; mais aussi des méthodes de travail. Vu la charge énorme prise par la Société Tunisienne d’Eléctricité et du Gaz « STEG » dont son service touchant le grand public se centralise dans l’électrification des différentes zones du pays, la société a eu recours à l’informatique au sein des ses services pour satisfaire ses besoin notamment dans l’alimentation de la population par l’électricité. Dans ce contexte, on a essayé de mettre au point un logiciel automatisant les projets d’électrification qui est une tache jugée importante et pénible dont le but d’optimiser le coût de la réalisation. Et comme le développement logiciel au sens strict se découpe en trois étapes : analyse, conception et développement, on a choisi à suivre une démarche bien précise permettant d’aboutir au résultats attendus. Ainsi, dans un premier chapitre et après avoir fait une étude de l’existant, on dégage la problématique selon les insuffisances remarqués. Ensuite dans un deuxième chapitre, on commence l’analyse après avoir fixés les objectifs fondamentants. Analyser l’étude un projet d’électrification pour mettre en oeuvre la synchronisation des taches, facilite beaucoup la conception qui sera l’objet de troisième chapitre. Donc, le troisième chapitre sera l’objet de la conception et la réalisation en se basant sur l’étude théorique faite dans le deuxième chapitre. Enfin La réalisation sera accompagnée des tests sur des projets déjà faits pour montrer l’apport et l’efficacité de la méthode conçue. 1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ET DIAGNOSTIC Avant d’identifier les différentes tâches à exécuter et d’aborder l’étude et la réalisation des différentes parties qui constituent le projet, on a intérêt à présenter l’environnement de travail ainsi que la contribution de l’informatique au sein de la « STEG ». Donc, ce chapitre on commence par présenter la société tunisienne d’électricité et du gaz. Puis dans un même contexte, on explique les formules de calcul utilisées. On procède, dans une troisième partie, à un diagnostic de la partie concernée du système d’information. Enfin, on terminera par souligner les insuffisances remarquées et dégager la problématique. 2 I. Présentation de la STEG : Créé en 1962, La Société Tunisienne de l'Electricité et du Gaz (STEG) est une société publique à caractère industriel et commercial responsable de la production, la transmission et la distribution de d'électricité et du gaz naturel dans tout le pays. I.1. Historique : Jusqu'en Août 1959 l'industrie de l'électricité en Tunisie était répartie entre huit sociétés différentes avec interférence financière pour certaines : l- La Compagnie Tunisienne d'Electricité et Transports (C.T.E.T.) 2- La compagnie du Gaz et Régie Co-intéressée des Eaux de Tunis 3- L'Omnium tunisien d'Electricité 4- L’union Electricité Tunisienne 5- La Société Nord-Africaine d'Electricité Gaz et Eaux 6- L'Union Electricité d'Outre-Mer 7- La Société d'Energie Electrique de la ville de Bizerte 8- Forces Hydro-Electriques de Tunisie L’Etat ayant décidé de prendre provisoirement en charge ces sociétés, a placé, le 15 Août 1958, un Comité de gestion à la tête de la C.T.E.T. puis en Novembre 1959, a désigné un autre comité de Gestion pour les installations de la Compagnie du gaz et Régie Co-intéressée des eaux de Tunis. Le 19 juillet 1960, la Gestion de L'Omnium tunisien d'Electricité, de l’Union Electricité Tunisienne, de la Société Nord-Africaine d'Electricité Gaz et Eaux, de l'Union Electricité d'Outre-Mer, et La Société d'Energie Electrique de la ville de Bizerte, a été confiée au Comité précédemment crée pour la C.T.E.T. Ainsi à la date du 19 Juillet 1960, il ne subsistait plus que 3 organismes s'occupant de la gestion de l'électricité et du gaz en Tunisie : * Le Comité de Gestion des Réseaux d'électricité et Transports. * Le Comité de Gestion des Réseaux d'électricité. * La Société Force Hydro-Electriques de Tunisie. 3 En 1962 l'Etat a mis fin à cette situation provisoire par la création de la STEG. I.2. Mission : Depuis sa création la STEG avait pour mission essentielle l’électrification du pays, le développement de la pénétration du gaz et la réalisation d’une infrastructure électrique et gazière permettant un développement équilibré sur tout le territoire national. Son personnel compte 9000 employés. La STEG a aujourd’hui, l’expérience nécessaire pour la réalisation des projets d’électrification sur tout le territoire national et gère un réseau électrique important et fiable. Le réseau de distribution de gaz est aussi important, il est alimenté par 5% de la quantité du gaz algérien exporté vers l’Italie via la Tunisie et le reste provient des gisements nationaux. Une grande partie du gaz est utilisée pour produire de l’électricité. L’objectif principal de la STEG est de pourvoir le marché national en énergie électrique et gazière et de répondre aux besoins de développement du pays. Après 40 années d’expérience, la STEG a eu un rayonnement international, son expérience est sollicitée par les Sociétés Africaines. Parallèlement à cette dynamique de travail, la STEG est dotée d’organisation répartie avec des directions fonctionnelles et autres opérationnelles selon le modèle « Staff and line ». Notre stage est effectué au siège de la STEG à Tunis précisément dans la direction de la distribution. II. Direction de la distribution : Pour distribuer l'électricité, La STEG exploite actuellement un réseau de plus 40 000 km de lignes moyenne tension et prés de 74 000 km de lignes basse tension. I.3. Objectif de la direction : Le rôle de cette direction est de : Etudier et suivre les projets d’électrification. Contrôler l’exploitation des réseaux de distribution MT, BT et HT. Gérer le budget. Gérer les abonnées. 4 Direction De La Distribution | Département Technique Direction Logistique Distribution Direction Technique Distribution Département Mobilité et Optimisation Des Ressources Humaines Direction Opérationnelle De La Distribution Régionale Direction Régionale De La Distribution De Tunis Direction Régionale De La Distribution Nord ORGANISATION DE LA DIRECTION DE LA DISTRIBUTION Direction Régionale De La Distribution Nord Ouest Direction Regionale De La Distribution Centre Direction Regionale De La Distribution Sud Direction Regionale De La Distribution Sud Ouest I.4. L’informatique au sein de la STEG : 5 La STEG présente un réseau intranet, et offre des services informatiques importants qui facilitent le travail du personnel et des abonnées. Le service informatique a débuté son travail en 1967 par l’utilisation d’un ordinateur IBM 1401 (avec une taille mémoire de 12 Ko) dans le siège. Maintenant, chaque district et chaque région sont équipés de matériels informatiques sophistiqués mis à jours périodiquement, dans ce tableau on peut voir les équipements de la région de Tunis : REGIONS SITES TUNIS CTI TUNIS TUNIS VILLE ARIANA KRAM EZZAHRA BARDO MANOUBA R.TUNIS SERVEURS MH4500 120MC2 ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ROUTEURS 3640-2 2600 ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ Non SWITCHS 1100 ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ONDULEURS Non Oui ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ Tableau I.1 : Equipement informatique région Tunis Les faits marquants pour les deux dernières années passées sont : • Démarrage en réel de l’application AGM (Abonnés Gaz à Gestion Mensuelle), développée sous ORACLE, dans les districts d’ Ez- Zahra, Tunis ville, le Kram, Ariana et Bardo. • Installation de la messagerie électronique au niveau du siège, de la DEP et la DAU. (50 utilisateurs Lotus Notes). Amorce de l’élaboration d’un cahier de charges relatif au progiciel WORKFLOW-GED. • • • Extension du code payeur de 6 à 7 caractères. Création des nouveaux codes rubrique. Réalisation et test de la nouvelle codification des abonnés ADM (le code payeur). • Elaboration du cahier des charges relatif à l’ERP et étude détaillée des différents processus STEG qui seront couverts par le progiciel. 6 I.FORMULES DE CALCUL UTILISEES : III.1. Hauteur Libre : Z Mi Mi+1 min HL obstacle Support O Schéma I.1 : Hauteur libre X Pour un point M ( x, z ) appartenant à la ligne (Mi Mi+1) on a : Z( X ) = Zi – p.ch( X1i / p ) + p.ch[ ( X - Xi + X1i ) / p ] Avec p : cte ; Zi, X1, X1i calculables. C’est une formule mathématique obtenue en assimilant la ligne à la fonction ch (cosinus hyperbolique ) . . Détermination de la hauteur libre en un point de la ligne : Soient : • • • Xj un point quelconque d’une portée aj. Yj la cote du terrain en ce point. Tj la hauteur d’un éventuel obstacle en ce point (s’il n’y a pas d’obstacle en ce point la hauteur Tj sera prise égale à zéro). La hauteur libre HL sera égale à : HL ( Xj ) = | Z ( Xj ) – ( Yj + Tj ) La condition à vérifier est la suivante : min ( HL( M ) ) > cte, la constante est une donnée initiale . 7 III.2. - Calcul des efforts exercés sur un support : Effort du au vent Fv. Effort du à la traction des conducteurs Et . Connaissant ses deux efforts, l’effort totale exercé en tête du support sera calculé Les conducteurs exercent sur les supports de la ligne aérienne deux types d’efforts : en fonction de Fv et Et. On donnera la formule générale de calcul de l’effort, on prendra le cas d’un support d’angle avec changement de traction qui le cas généralisant le calcul. * Cas d’un support d‘angle avec changement de traction : L’effort du vent est : Fv = ( Pv (( a1 + a2 )/2) cos²(α/2) ( Mdphp + dnhn ) 10-³ ) / hs L’effort du à la traction est : F2t = (( t1- t2 ) cos ( α/2 ) ( MSphp + Snhn ) F1t = ( ( t1 +t2 ) sin ( α/2 ) ( MSphp + Snhn )) / D’où l’effort total est : F = (F2t , Fv + F1t ) Avec Pv : pression du vent ( 49 daN/m² ) ai : les portées (m) dp,dn : diamètres des conducteurs phases et neutres ( m ) Sp, Sn : sections des conducteurs phases et neutres ( mm² ) T : traction unitaire des conducteurs ( daN/mm² ) Fv : effort dû au vent ( daN ) Ft : effort dû à la traction ( daN ) F : effort totale décomposé en Fx et Fy selon le repère d’axes ( Ox, Oy ) confondu avec les axes de symétrie du support . 8 α : angle de déviation de la ligne . M : le nombre de conducteur de phase (3 si le réseau est triphasé et 1 pour le monophasé). h p (respectivement hn ) : hauteur d’application des efforts correspondants aux conducteurs de phases(respectivement de neutres ) en ( m ) . hs : hauteur hors sol . La STEG dispose de supports de différents natures, hauteurs et efforts supportables en tête exemple : en fer FRF, en béton armé BAP … Le support de nature FRF existe sous différentes hauteur : 10, 12, 13, 15. Et il existe des différents supports de type FRF de hauteur 10 supportant de différents efforts en tête Exemple : 10-180,10-500, 10-1000, 12-300, 12-500, 12-925, 13-450 … Y Ft2 alpha/2 Fv Support Ft1 alpha X Vent Schéma I.2: Support d’angle avec changement de traction (vue de dessus) Rq : le coût d’un support varie avec la hauteur et l’effort. Expl : FRF 15-450 877.010 d FRF 15-800 1315.980 d FRF 15-3200 3434.150 d 9 FRF 13-450 760.420 d FRF 13-900 1159.120 d FRF 13-3400 2974.180 d III.3. Equation de changement d’état : Etant donné un conducteur soumis à une tension dans un état climatologique donné, il s’agit de déterminer sa tension dans un autre état. L’intérêt est de savoir la tension qu’on doit donner aux conducteurs d’un tronçon de la ligne pour obtenir un réglage satisfaisant ; c'est-à-dire : obtenir des flèches maximales, à la température maximale d’été au plus égales à celles dont il a été tenu compte dans l’étude de répartition des pylônes sur le profil en long. Des tensions maximales, en cas de surcharge (vent givre) compatibles avec celles qui ont servi de base pour le calcul. Les données sont : la portée du conducteur et les caractéristiques générales du conducteur (section, poids linéique …). Etat initial : θ0 : température du conducteur. m0 : le facteur de surcharge (dépend essentiellement de la pression du vent, poids du conducteur). T 1 : tension totale du conducteur à l’état 0 (égale à une cte suivant la nature du conducteur). Etat 1 : on connaît θ1, m1 on cherchera T2. Les données de calcul pour l’état initial sont prises selon la portée de la ligne : Si la portée a > ac alors l’hypothèse A est adopté sinon on prendra l’hypothèse B. ac : elle est calculable à partir des données initiales . L’hypothèse A (ou dite d’été) : on prend comme pression de vent = 49 daN/m² et et L’équation a la forme suivante : θ0 = 25°C θ0 = -5°C L’hypothèse B (ou dite d’hiver) : on prend comme pression de vent = 18,5 daN/m² θ2 – m2²p²a²/24 α T2² + T2/αE S = θ1 – m1² p² a² /24 α T1² + T1 /α E S 10 Ou la forme T2² ( T2 + C ) – D = 0 m : facteur de surcharge . S : section totale ( mm² ) . p : poids linéique ( daN/m ) . E : coefficient délasticité ; le module Young. α : Coefficient d’élasticité linéaire. Résolution de l’équation de changement d’état : La résolution de l’équation se fait par la méthode Newton ou par calcul numérique. Pour notre projet on a opté à la résolution par la méthode de Newton. Algorithme de résolution connaissant C et D et pour une erreur de 0,1% : Resolution_equa_etat( tension1, C, D ) { Xk = tension1; Xk1 = Xk - ( Xk*Xk*Xk + C*Xk*Xk - D )/(3*Xk*Xk + 2*C*Xk) ; while (sqrt((Xk1 - Xk)*(Xk1 - Xk)) > 0.001) { Xk = Xk1; Xk1 = Xk1 - ( Xk1*Xk1*Xk1 + C*Xk1*Xk1 - D )/(3*Xk1*Xk1 + 2*C*Xk1) ; } return Xk1; } 11 III.4. Inclinaison et retournement des chaînes : Chaines L’inclinaison des chaînes est provoquée par : - La pression due au vent sur les conducteurs et sur la chaîne elle-même. - Les efforts longitudinaux qui se produisent dans certaines portées. - Les angles de tracé de la ligne Les hypothèses de calcul de l’inclinaison et du retournement sont les suivantes : Température (°C) -5 25 Vent(daN/m²) 18,5 24,5 Hypothèse Retournement Inclinaison Les efforts verticaux et horizontaux sont déterminés de la manière suivante : Ev = w. s . (a/2) + T . ( h1/a1 + h2/a2 ) + Pch . Eh =2 .T. sin(α/2 ) + v . ( a/2 ) . Avec : w = poids linéique du conducteur ( daN/mm².m ) S : section du conducteur (mm²) a : moyenne des portées adjacentes au support ( m ) T : tension totale à la température indiquée au tableau ci-dessus v : effort du vent par mètre de portée h1 : différence d’altitude entre le support concerné et celui qui le précède ( m ). h2 : différence d’altitude entre le support concerné et celui qui le succède ( m ). Pch : poids des chaînes. 12 Il faut s’assurer que la résultante des efforts soit dirigée vers le sol (Retournement) et que, sous l’action du vent, la chaîne ne s’incline pas trop pour respecter les distances entre conducteurs et masse (Inclinaison). Le retournement des chaînes a lieu lorsque la résultante des efforts verticaux est dirigée vers le haut. La tangente de l’angle d’inclinaison tg(α) est définie par le rapport des efforts horizontal et vertical exercées sur les chaînes . L’angle d’inclinaison doit être : • • III.5. < 60° pour les lignes avec armement nappe voûte. < 72° pour les lignes avec armement en bras FRF Ecartement des conducteurs de phase et de neutre : Un support peut acheminer les conducteurs de phase et de neutre ensemble, donc il est nécessaire que les deux conducteurs soient écartés d’une distance minimale. L’écartement est donné par la formule suivante : e = Kc ( Kz √( F+L ) + U/150 ) Avec : Kc : coefficient prenant en compte la disposition des conducteurs ; En suspendu : Kc = 0,8 pour les armements type ‘drapeau’. Kc = 0,7 pour les armements type ‘Nappe horizontale’, ‘NV’. En rigide : Kc = 0,8 pour les armements type ‘drapeau’ Kc = 0,7 pour les armements type ‘nappe horizontale’. Kz : coefficient tenant compte de la zone (vent normal ou fort givré) Kz = 0,9 dans les zones à vent normal. Kz = 1 dans les zones à vent fort et les zones givrées. F : la plus grande flèche des 2 conducteurs à 50°C sans vent en m. 13 L : la longueur des chaînes d’isolateurs suspendus en m (elle est donnée suivant le type de fixation des conducteurs). U : tension de service de l’ouvrage en Kv avec la condition U/150 >= 0,13 . Après le calcul de l’écartement on vérifié que l’écartement entre deux conducteurs procuré par l’armement est supérieur à 0,75e. III.6. Calcul des tensions de pose : Il s’agit de déterminer la tension pour un canton (partie de la ligne comprise entre deux ancrages) donné. La portée adoptée pour un canton donné est appelé porté équivalente est égale à : * la portée la plus petite pour le cas d’une ligne rigide. * pour le cas d’une ligne suspendue elle est égale à :√ Σ(ai)3/Σai . Le calcul des tensions de pose doit afficher pour l’utilisateur les tensions pour les températures allant de 0°C à 50°C pour un vent nul pour une portée équivalente et en résolvant l’équation d’état à chaque température. IV. L’ELECTRIFICATION : IV.1. Introduction : Un projet d’électrification comporte une série d’activités techniques et administratives allant du choix des sites à aménager au choix de l’équipement, en passant par la détermination de l’implémentation optimale de cet équipement compte tenu de certaines contraintes techniques. La répartition des supports s’effectue en tenant compte des paramètres suivants : - Données de départ : conducteurs, nature des supports. - Données topographiques : fichiers profil, obstacle (dans un format tackeo). - Renseignements divers : conditions climatiques (pression du vent moyenne, température moyenne de la région …), etc. … - Données techniques normalisées prises d’après les caractéristiques de la ligne. Cette répartition doit vérifier, entre autre, les contraintes suivantes : 14 - La hauteur d’un support est choisie de manière à vérifier la hauteur libre sur la portée de part et d’autre du support (si elle existe). - Le tableau des obstacles : pour chaque type d’obstacle (le type de l’obstacle est connu d’après le fichier obstacle) il y a une distance minimale à respecter. - La distance entre deux supports adjacents ne doit dépasser une portée maximale et ne doit pas être en même temps inférieur à une portée minimale. - L’écartement entre les conducteurs - L’inclinaison et le retournement des chaînes. - La résultante des efforts de la traction et de l’effort dû au vent exercée sur les conducteurs et transmises au support ne doit pas dépasser l’effort en tête admissible du support. - etc. IV.2. Déroulement d’un projet d’électrification : Si un futur abonné se présente à la STEG et demande d’être raccordé ; ou un programme est mis au point par la direction centrale pour alimenter une telle zone rurale (ce qui est fréquent ces dernières années) ; le district correspondant fait une étude complète sur la possibilité de la réalisation de ce projet de point de vue dimensionnel (distance par rapport au réseau existant), topographique (obstacle géographique …), matériel électrique etc.… La meilleure solution sera retenue et envoyée au bureau d’étude correspondant à la zone pour être contrôlée. Cette étude comprend : le tracé de la ligne sous ses deux formes. l’élaboration d’un carnet de piquetage. Etablissement d’un devis estimatif. L’agent de bureau d’étude est amené à faire un contrôle pénible mais nécessaire au niveau : des efforts des supports et de sa validation, du tracé et de la possibilité de réalisation. Pour aider les agents concernés à aboutir à une telle étude précise et vu la difficulté de celle-ci, un programme est développé en 1985 tournant sous MS/DOS. Il offre un environnement graphique de travail ; et dont l’objectif est d’aider l’utilisateur à faire les calculs pénibles nécessaires à cette étude. 15 Les différentes autres tâches sont faites manuellement par l’utilisateur ; entre autre la répartition des supports sur le profil de terrain qui est non seulement une tache principale pour l’étude d’une ligne; mais aussi doit minimiser le coût de la réalisation. Donc, vu la difficulté de la tâche de répartition qui doit tenir compte de coût de la réalisation, une ligne électrique aérienne doit être étudiée et réétudiée plusieurs fois et par plusieurs personnes pour pouvoir minimiser son coût en comparant les différentes études. Un temps considérable est nécessaire pour aboutir à l’étude qui sera retenue sans garantie sur les résultats obtenus. Bien que l’objectif principal du programme était d’aider les agents et faciliter l’étude d’une ligne aérienne électrique non de donner une solution de réalisation, on constate la non rentabilité de celui-ci. IV.3. Identification de l’existant : En 1974 un grand projet ambitieux a été entamé sur l’ordinateur central de la STEG. Les objectifs de ce projet étaient : Déterminer le tracé : En prenant comme données les fichiers topographiques, le système essaye de tracer la ligne sans tenir compte du coût de la réalisation ; il essaye seulement d’éviter les obstacles. Etablir un carnet de piquetage : A partir de la ligne, et connaissant le matériel disponible, il dégage un carnet récapitulant tout le matériel utilisé. Etablir le devis estimatif : Connaissant la liste du matériel, il détermine le coût total à partir des coûts unitaires. En 1985, Le même projet a été repris dont les objectifs sont les mêmes mais en prenant en considération les performances de l’application. IV.4. Limites et anomalies constatées : Ces deux programmes devaient alléger la tache des agents mais ils ont été délaissés en raison des plusieurs anomalies. IV.2.1. Limites du premier programme : La répartition des supports est faite non seulement sans tenir compte du coût de la réalisation ; mais aussi sans tenir compte des contraintes. 16 Exemple : Implantation des supports sur les obstacles, hauteur libre réglementaire non vérifiée, … Nécessité d’intervention d’utilisateur pour une éventuelle correction. Violation des contraintes des portées minimales et maximales. Traversée des obstacles non conforme aux normes. Hauteur des supports non respectée sur le profil. Calcul des efforts en tête des supports erronés. Hauteur libre : distance entre le plus bas conducteur et le sol ou l’obstacle au-dessous de celui-ci non respectée. Manque de 4ème fil pour la réalisation des certaines lignes. Actuellement on utilise le 4ème fil. Absence complète de mise à jour surtout pour le devis estimatif qui est une tache fréquente. Lenteur de traitement (le temps de réaliser une ligne électrique est considérable). IV.2.2. Limites du deuxième programme : Pour remédier aux lacunes du 1er programme, le nouveau logiciel a été conçu. Ce logiciel développé et opérationnel depuis 1985 n’a pas répondu aux objectifs fixés. Même s’il a éliminé quelques anomalies constatées pour le premier logiciel, il reste insuffisant visà-vis des besoins. Les faiblesses qu’il présente sont : Toujours une répartition des supports est faite sans tenir compte du coût de la réalisation qui donnera une telle répartition. Mise à jour de devis estimatif non envisagé. Aspect statique de l’application : certains données sont figés, d’autres ne sont pas prises en compte. Exemple : Le 4ème fil n’est pas pris en compte. Le traitement est bloqué pour la moindre erreur de l’utilisateur et nécessité de reprendre la réalisation dés le début. Temps de réponse de calcul de devis lent. Certains traitements bloquent l’utilisation future. Extension de l’application non prévue. Réutilisabilité : utilisation des certains modules ou données par d’autres programmes non envisagée. En supervisant d’un point de vue informatique, la conception présente des faiblesses. 17 En conclusion la non rentabilité du logiciel à l’état actuel au point de vue confort d’utilisation, ainsi qu’au point de vue économique qui est le souci des responsables de la STEG (direction de distribution) laisse son exploitation non envisagée. Pour remédier à ces lacunes et automatiser l’étude des projets d’électrification, un nouveau système d’information doit être conçu permettant de répondre aux besoins actuels et d’ y intégrer de nouveaux objectifs. V. Problématique : Etant donné le profil en long du terrain, il s’agit de trouver une répartition des supports permettant de minimiser le coût total de la réalisation de la ligne électrique aérienne en vérifiant les contraintes ci-dessous : Aucun support ne doit être planté sur un obstacle. La hauteur d’un support est choisie de façon à obtenir une hauteur hors sol réglementaire laquelle dépend de la distance minimale entre le sol et le point le plus bas des conducteurs. En tout point du profil cette distance doit être supérieure à une valeur constante dite hauteur libre. Pour chaque type d’obstacle il y a une distance minimale à respecter. La distance entre deux supports adjacents (portée) ne doit pas dépasser une valeur maximale, et ne doit pas être inférieure à une distance minimale ; celles-ci dépendent du relief et de la nature des conducteurs et des armements utilisés. L’écartement : déterminer l’écartement minimal entre les conducteurs permettant d’éviter un arc électrique sous l’effet de balancement. L’inclinaison et le retournement des éléments de chaîne : il faut s’assurer que sous l’effet de la résultante des efforts (effort de vent et tension des conducteurs) la chaîne ne s’incline pas trop pour respecter les distances entre conducteurs et masse. La résultante des efforts de la traction et de l’effort dû au vent exercée sur les conducteurs et transmises au support ne doit pas dépasser l’effort en tête admissible du support. 18 CHAPITRE 2:ETUDE THEORIQUE A l’issue des insuffisances observées lors du diagnostic et compte tenu de la problématique dégagée, on fixe les objectifs fondamentaux pour une réalisation efficace. Pour ce fait, une étude théorique nous permettra en premier lieu d’analyser les différents modules, en deuxième lieu on décrit les méthodes utilisées qui ont servies de base pour la conception de l’algorithme. Ainsi dans ce chapitre, on traite les points suivants : On fixe les objectifs fondamentaux et souhaités par la direction. On essaye d’identifier les différents modules qui contribuent à la conception du logiciel. On détaille les méthodes et les algorithmes utilisés. 19 OBJECTIFS POURSUIVIS Suite à ce qui a était constaté à propos de déroulement d’un projet d’électrification, et compte tenu des suggestions et des propositions de la direction de la distribution, on a fixé des objectifs à atteindre. L’automatisation des études des lignes aériennes doit satisfaire les points ci-dessous : Aboutir en un temps limité à une répartition optimale des supports en vérifiant les contraintes. Calcul de l’effort en tête des supports. Calcul des tensions de pose et des flèches des conducteurs. Calcul de retournement et de l’inclinaison des conducteurs. Calcul de l’écartement de phase et de neutre pour éviter un tel arc électrique. Elaboration de devis et possibilité de la mise à jour. Etablissement d’un carnet de piquetage. Gestion des projets d’électrification. Remarque : le module de modification dans le gestion des projets d’électrification doit permettre l’étude de nouveau d’une ligne tout en vérifiant les contraintes. ANALYSE : Pour répondre aux besoins de la direction de la distribution, on a dégagé les différents modules suivants : Etude des projets d’électrification : Il s’agit de concevoir une application permettant d’automatiser l’étude complète d’une ligne électrique HTA & MT. Cette tâche comprend : o Le tracé de la ligne sur deux repères : Un repère (o,x,z) sur lequel seront plantés les supports « PLAN DE PROFIL ». Un repère (o,x,y) en montrant sur le tracé les obstacles sur une bande de 50 m. « PLANIMETRIQUE ». 20 N.B : La répartition des supports sur le terrain tient compte des contraintes. On cherche une optimisation de répartition des supports sur les plans pour aboutir à un coût minimum de réalisation. o Calculs justificatifs des supports : Après avoir trouver une solution de répartition des supports sur la ligne, il s’agit de : Déterminer les armements (nappe voûte quiconque) des supports en fonction de la fonction de chacun (alignement, ancrage, arrêt, …). Déterminer la hauteur de chaque support : Suivant une méthode qui se base sur la courbe du conducteur entre deux supports adjacents. Déterminer les nombres d’isolateurs en se basant sur des contraintes de choix des isolateurs. Déterminer les bretelles : Une bretelle est une chaîne qui sert à retenir la ligne en cas de coupure de celleci jusqu’à la réparation. Donc, pour éliminer les accidents, il est nécessaire de faire un choix adéquat. Calcul des efforts en tête des supports : On fait intervenir l’effet de la traction mécanique et celui de vent. Les formules de calcul seront données (Voir chapitre 1 III.). o Carnet de piquetage : L’application doit être capable de déterminer tout le matériel nécessaire pour un projet donné. Il sera donné, par exemple sous forme d’un tableau récapitulons le matériel en détail. Le matériel normalisé est stocké sur une base de données existante dont on fera la migration et on remédie à ses limites. Etablissement d’un devis estimatif : Le devis présente le coût unitaire des articles et le coût global du projet. o Etude d’un support particulier et de dérivation: Pour une éventuelle extension de réseau, ce sous module est nécessaire. Donc l’application doit permettre l’étude de tous les supports un à un pour un projet donné; et aussi modifier certaines caractéristiques tout en respectant les contraintes. 21 Gestion des projets déjà étudiés : L’application doit être capable de gérer les projets ainsi que la base des données. Elle doit présenter les options nécessaires tels que la sauvegarde, la modification, la suppression des projets d’électrification (…). Donc ce module est un module de gestion. Donnés de travail : Pour accomplir ce travail on dispose comme données : Deux fichiers texte (fichier profil et fichier obstacle) qui représente les points de profil de terrain sur lequel on va implémenter la ligne. Ces fichiers texte contenant l’échantillonnage du relief qui sont issus d’un appareil topographique qui fait le relevé du terrain. (Voir CHAPITRE 2 II.1.3). Toutes les formules nécessaires pour le calcul des efforts et des distances etc. (…). (Voir CHAPITRE 1 III.). les contraintes à vérifier durant toutes les étapes de la réalisation d’une ligne électrique. Résultas Tracé de la ligne de la ligne suivant ses deux formes. Carnet de piquetage. Devis estimatifs. Gestion des projets d’électrification (ajout, suppression, modification, mise à jour, …) qui seront faite sur la base de données. avec possibilité de réétudier lors de la modification. GENERALITES ET METHODES UTILISEES : En termes de minimisation ou de maximisation, l'optimisation est une démarche ancienne que l’homme avait déjà adoptée pour résoudre des problèmes liés à sa vie quotidienne. Mais celle d’aujourd’hui se distingue par la formalisation des problèmes abordés. Une fonction F(X) à optimiser est un problème récurrent pour diverses disciplines : fonction énergétique en physique, fonction de coût en économie, fonction d'adaptation en biologie, 22 etc. Mais, jusqu'à aujourd'hui, il n'existe pas d'algorithme entièrement fiable, c'est-à-dire utilisable comme une « boîte noire ». Formalisation du problème avec la théorie des graphes: Méthode de chemin le plus court : L’idée consiste à rendre le problème de la répartition des supports à un graphe dont les sommets sont les supports et les arcs sont les portées entre les supports qui seront étiquetés de coûts des supports. Le problème donc revient à chercher le chemin le plus court entre le support début et le support fin. A chaque pas on a plus qu’un candidat pour un support. Donc chaque sommet représente un état (triplet (abscisse, hauteur, effort)) ; l’arc est étiqueté par le coût du support de l’étape courante. Note : On a étiqueté les arcs du graphe par les coûts des supports seulement car le coût de n’importe quel autre article est négligeable devant le coût d’un support. Cette note sera adoptée pour toutes les méthodes utilisées. A une abscisse donnée on prend la hauteur minimale qui vérifie la contrainte de la hauteur libre en lui assignant les différents efforts possibles. Le choix du support se fait de la manière suivante : La STEG admet une gamme normalisée de support ; chaque support admet une hauteur h et un effort en tête F. Exemple : BAP 12-180 : BAP : type du support (BAP : béton armé). 12 : la hauteur. 180 : l’effort en tête qui peut supporter ce support. Note : Pour la gamme des supports utilisés par la STEG, une hauteur donnée ne possède pas tous les efforts c'est-à-dire les efforts diffèrent d’une hauteur à une autre. Exemple : Pour la hauteur 9, les efforts équivalents sont : o 180 daN. o 500 daN. Pour une hauteur 12, les efforts sont : o 300 daN. o 500 daN. 23 o 925 daN. Par contre pour une hauteur 15, les efforts sont : o 450 daN. o 800 daN. o 1600 daN. o 3200 daN. Donc une abscisse représente plusieurs sommets du graphe suivant les différents efforts de la hauteur attribué à cet abscisse. Explication par un schéma : Cote hmin qui vérifie la hauteur libre { E1 Ek C1 : Coût pour E1 Ck:Coût pour Ek Portée min Portée max Pas Abscisse Schéma III.1 : Construction du graphe Puisque l’effort d’un support dépend de sa portée droite et sa portée gauche, à l’étape suivante on cherche les efforts des supports de l’étape précédente pour garder que ceux dont leur effort vérifie l’emplacement du support de l’étape courante. A chaque étape on accumule le coût de l’arc en mémorisant le lien de précédence pour pouvoir retrouver le chemin qui relie les différents sommets pour un coût total abouti donné. Il faut noter que jusque là on construit le graphe en identifiant tous les chemins possibles du support début au support fin. 24 Une fois le graphe est construit, on cherche le chemin le plus court qui sera le chemin du coût minimum. Et puisque les abscisses de tous les sommets sont mémorisées on retrouve la solution en se basant sur les coûts retrouvés pour toutes les solutions retrouvées. Limites de l’algorithme : C’est un algorithme stupide puisqu’il fait un test systématique de tous les chemins ; de plus il présente les inconvénients suivants : Il nécessite des structures de données grandes et complexes pour pouvoir mémoriser tous les chemins de graphe. Il demande un temps de calcul gigantesque car il fait un examen systématique de tous les chemins. L’inconvénient majeur est qu’il peut donner des solutions qui violent les contraintes de retournement, d’inclinaison, et d’écartement. Exemple : possibilité de placer un support dans un creux qui ne contient pas des obstacles. Si c’est le cas, il y a forte chance d’avoir un retournement et une inclinaison. 25 Méthode de Backtracking : Le backtracking consiste en une énumération exhaustive sauf qu'à chaque assignation on vérifie un certain nombre de contraintes. Si les contraintes sont satisfaites, alors on continue l'exploration. Sinon, on supprime de l'arbre de recherche le noeud courant et on recommence. Il y a deux types d’algorithmes de backtracking : - Un algorithme qui cherche une solution. - Un autre qui cherche toutes les solutions. Pour satisfaire les besoins du problème à résoudre on a recours au deuxième type d’algorithme avec quelques modifications près. Démarche à suivre : A l’étape 0 on part d’un support S(-1) et on déterminera l’intervalle d’emplacements possibles du support suivant S0. L’intervalle est limité par la portée min ( pmin ) et la portée max ( pmax ) ( pmin et pmax sont des paramètres entrés par l’utilisateur au début de l’étude du projet ) : I0 = [ abscisse( S(-1) ) + pmin, abscisse( S(-1) ) + pmax ] . Intervalle des emplacements possibles pour le successeur de S-1 S-1 S0 Schéma III.3 : Candidats d’implémentation des supports Pour toutes les abscisses appartenant à I0 distants d’un pas p, on va placer un support fictif S0j ( j : numéro du support dans l’intervalle I0 ) . On commence par l’abscisse inférieure dans l’intervalle I0 ; abscisse étant choisit, on passera à la fixation de la hauteur : 26 La STEG présente une gamme de hauteur, on part de la hauteur la moins haute (coût moins élevé) et on testera si le support S0j vérifie certaines contraintes (hauteur libre, distant des obstacles, …). Une fois les contraintes sont vérifiées, on calculera l’effort du support S-1, on déterminera son coût (car tous les paramètres du support : hauteur et effort sont connus pour la détermination du coût) et on passera à l’étape 1 sans passer aux tests des autres supports fictifs dans un premier temps (on va les parcourir au retour de la récursivité). A partir de cette étape le choix de l’effort d’un support ne se fait pas juste après la fixation de la hauteur. En fait, le calcul de l’effort exercé sur un support dépend indirectement de la portée gauche et de la portée droite (pour plus de détail voir chapitre1 : III.2) ; or jusqu’ici, la portée droite n’est pas connue. D’où il n’est possible de déterminer l’effort que si le support successeur et le support prédécesseur sont définis ou connus. A l’étape i : Ii = [ absc( Si-1,j ) + pmin, absc( Si-1,j ) + pmax ] et de la même manière, on parcourra tout les supports appartenant à Ii ( Sij ; j = 0..E( longueur (Ii)/pas ) ). Longueur (Ii) = pmax – pmin . Tant que la solution est incomplète, elle est mémorisée. Arrivé à la fin du canton (dernier support), on comparera le coût cumulé de la solution de la répartition courante avec le coût min déjà existant (Initialisé au début à l’infini) et on garde que celle qui a un coût minimum ; ensuite l’algorithme commencera à faire des retours arrières pour tester toutes les autres solutions réalisables s’il existe. Le retour arrière se fait de la manière suivante : Supposons qu’on est dans l’étape k, donc Ik = [ absc( Sk-1,j ) + pmin, absc( Sk-1,j ) + pmax ], si on a parcouru tout les possibilités de 6l’intervalle Ik, dans ce 2 cas on passera à la position suivante possible du support Sk-1,j c’est à dire Sk-1,j+1 et ainsi de suite jusqu'à ce qu’on parcourra les position de l’intervalle Ik-1 dans ce cas l’étape k s’achève et on fait un retour arrière vers l’étape k-1 5 4 1 3 Schéma III.4 : Déroulement de l’algorithme 27 Limites de l’algorithme : Complexité exponentielle. Nécessite un gigantesque temps de calcul de fait qu’il utilise la récursivité lors de son parcours. Il risque de ne pas converger dans le cas d’un canton plus au moins long et accidenté. L’algorithme peut donner des solutions qui violent les contraintes de retournement, d’inclinaison, et d’écartement. Ce dernier inconvénient est un inconvénient majeur et commun au deux algorithmes ; de plus le traitement peut être bloqué puisqu’il y a des contraintes non vérifiées. Algorithme adopté pour la répartition : Constatations : Le coût de support dépend de sa hauteur et de son effort en tête. Pour déterminer le coût d’un support i on a besoin de déterminer les variables qui permettent de le calculer, il revient donc à chercher les variantes de l’algorithme qui sont : di,j =Portée qui sépare le support i au support j. Fv (di-1,i , di,i+1) : l’effort de vent exercé sur le support i qui est en fonction de la portée droite et la portée gauche. t(di-1,i) :tension du conducteur entre le support i-1 et le support i. Fs (Fv , t) :Effort en tête admissible de support i. Hs (di-1,i) :hauteur du support i. En identifiant ces variables qui permettent de calculer la valeur de la variable de décision qui est le coût d’un support, on constate leur dépendance. Donc en fixant l’abscisse d’un support i on connaît seulement di-1, i ; par conséquent il est impossible de déterminer le coût de ce support à cette étape faute de l’inconnaissance de la distance di, i+1, donc de l’effort de vent Fv, donc de l’effort en tête du support. De plus, la dépendance des variables de décisions a favorisé l’inconvénient majeur de deux algorithmes. 28 De plus, le but recherché est d’optimiser le coût total de la réalisation d’une ligne électrique. Pour surmonter l’inconvénient majeur et commun pour les deux algorithmes précédents, on a intérêt à éviter le calcul du coût au cours de la répartition sans perdre l’objectif de l’algorithme. Par conséquent il ne sert à rien de déterminer la hauteur du support au cours de la répartition. Effectuons un rapport entre le coût d’un support, sa hauteur et son effort : 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 10 12 Hauteur 13 Cout Effort 300 Effort 500 Effort 1000 Figure 1 : Rapport entre le coût, la hauteur et l’effort d’un support Interprétation : Les courbes données dans la Figure1 montrent que le coût: reste presque stable pour le même effort et pour des différentes hauteurs du support. Evolue considérablement pour la même hauteur et pour des différents efforts le coût du support est influencé par l’effort que par la hauteur. Résultats : Après avoir répartir les supports sur le profil du terrain, l’effort sera calculer en premier lieu ensuite on attribue à chaque support la hauteur minimale permettant d’avoir une hauteur libre vérifiée. Mais comment faire une répartition des supports qui minimise le coût de la réalisation de la ligne sans tenir compte de l’effort et de la hauteur ? Idée de la répartition : Partant d’un canton rectiligne puis généralisons le résultat. En minimisant le nombre des supports pour un canton rectiligne donné ; on est sur de la minimisation du coût total pour ce canton (dans le cas d’un canton rectiligne). 29 Etant donné le schéma de profil en long habillé quelques supports obligatoires qui sont les supports d’angle déterminés automatiquement grâce au fichier profil, l’utilisateur (Ingénieur qui va faire l’étude de la ligne aérienne) fixe d’autres supports obligatoires dont l’algorithme est incapable de les trouver. Chaque tronçon de la ligne délimité par deux supports obligatoires est un canton. Donc il reste la tache de l’algorithme c’est de déterminer les supports intermédiaires ; donc de faire la répartition des supports pour chaque canton. Deux cas se posent : 1er cas : le canton est rectiligne 2ème cas : le canton non rectiligne. Note : On considère un obstacle large si sa largeur dépasse une distance bien déterminée. Approximation : Dans un canton on considère un seul obstacle large qui vérifie la note cidessus et qui a la largeur la plus grande dans ce canton. Les cas possibles pour un canton rectiligne : On commence par répartir les pylônes en se basant sur la portée max entre deux pylônes intermédiaires, sans tenir compte des obstacles dans un premier temps. Suivant ce nombre de pylônes déjà déterminer pour le canton considéré on partage le canton en tronçons égaux en évitant les obstacles si c’est le cas, toujours en gardant les contraintes des portées minimales et maximales vérifiées. 1° cas : Aucun pylône n’est implémenté sur un obstacle. Solution : La répartition satisfait nos besoins. 2° cas : Il y a des pylônes qui sont implémentés sur des obstacles. Solution : L’idée est d’annuler la répartition courante et de décomposée ce canton en deux parties délimitées par l’un des bords de l’obstacle le plus large considéré dans le canton. Deux décompositions possibles : Pour une meilleure répartition des supports pour ce canton on adopte la décomposition adéquate. Les décompositions seront jugées en fonctions de la longueur de deux parties en question et la portée minimale et maximale. Une première décomposition en considérant le premier bord de l’obstacle : 30 Support début Obstacle Support fin 1ère Partie Longueur du canton 2ème Partie Schéma III.5 : Première solution décomposition du canton Une deuxième décomposition en considérant le deuxième bord de l’obstacle : Obstacle Support fin Support début 1ère Partie Longueur du canton 2ème Partie Schéma III.6 : Deuxième solution de décomposition du canton Alors on obtient deux parties qu’on peut considérer comme deux sous cantons, qu’on va faire une répartition indépendante des supports pour chacun. On est revenu donc sur le 1er cas qu’on sait faire la répartition des supports. Les cas possibles pour un canton non rectiligne : Le canton contient donc des creux. On localise les creux et on leurs attribue une largeur dont on a intérêt d’éviter d’y placer un support. Deux solutions possibles dont le choix de l’une d’elles sera par élimination : 1ère solution : Placer un support juste après le creux considéré (généralement la distance qui le sépare de son prédécesseur sera égale à la portée max). Répartir le reste du canton en tronçons égaux en se basant sur la portée max. 31 Première cas du canton non rectiligne 2 ème solution : Placer un support juste avant le creux considéré (généralement la distance qui le sépare de son prédécesseur sera égale à la portée min). Répartir le reste du canton en tronçons égaux en se basant sur la portée max. Schéma III.8 : Deuxième cas du canton non rectiligne 32 Organigramme de l’algorithme : Début Lecture de la liste des cantons Compteur = 0 Non Canton rectiligne Oui Appel à la répartition d’un canton non rectiligne Diviser le canton en deux parties délimitées par le bord de l’obstacle Diviser le canton en tronçons égaux en se basant sur la portée max Répartir les supports sur le canton sans tenir compte des obstacles Non Emplacements de tous les supports acceptés Oui Compteur ++ Fin de la liste Oui Fin 33 Organigramme de la répartition d’un canton non rectiligne : Début Lecture de support début et de support fin Oui Localiser les creux, leur attribuer une largeur qui sera la zone inter dite d’implémentation des supports Abscisse (1er support)+=Portée Non Emplacement (1er support) accepté Abscisse (1er support)+=(Portée min – Portée max) Oui Répartir le reste en le divisant en tronçons égaux en se basant sur la portée max Fin 34 Résumé des différentes étapes de l’algorithme : Les étapes à poursuivre sont : Après avoir importer les données topographiques nécessaires à l’étude, on procède comme suit : Visualiser le profil en long habillé par les supports d’angles. L’utilisateur délimite des nouveaux cantons (en définissant d’autres supports obligatoires) et valide son choix. N.B : L’utilisateur peut ne pas définir des nouveaux supports obligatoires; cette option permet d’améliorer la solution obtenue. Déclenchement de la procédure de répartition par canton. o Soit le canton est rectiligne (voir chapitre 3 III.3.2.1.). o Soit le canton est non rectiligne (voir chapitre 3 III.3.2.2.). Calcul justificatif des efforts des supports, tensions de pose pour les différentes températures, inclinaison, retournement et écartement. Apport de la méthode : Suivant les études faites et les méthodes appliquées (chemin le plus court et le backtraking), on a remarqué que répartir les supports sur la ligne, sans distinguer le cas du canton rectiligne et celui de non rectiligne, n’aboutit pas au résultat voulu. Les causes se résument que pour un canton non rectiligne qui est souvent le cas, il y a apparition de dénivellation qui favorise l’inclinaison des chaînes et le retournement des conducteurs. Donc on a intérêt à distinguer les deux cas ; c’est ce qui été apporté par la troisième méthode. La répartition : 35 CHAPITRE 3 : CONCEPTION ET REALISATION Pour réussir à mettre au point un programme informatique, analyser, concevoir et développer sont trois étapes nécessaires. Après avoir identifier et étudier les différents modules nécessaires à ce logiciel et concevoir l’algorithme servant de base au développement, on entame la conception du logiciel. 36 Enfin, on termine ce chapitre par une description de la réalisation en mettant en évidence les tests réalisés et les statistiques obtenus. I. CONCEPTION I.1. Outils utilisées : I.1.1. C++ Builder 6 : C++ Builder 6 est un outil de developpement C++ de borland, il augmente la puissance et la rapidité de l’outil C++ ANSI reconnue de Borland. Il est multiplatforme (Windows/Linux) et présente un EDI moderne. Il est un langage connu dans le monde de l'entreprise comme un langage très sur ; de plus, c'est un langage très répandu. La création des solutions multiplatforme se base essentiellement sur l’existence de deux bibliothèques CLX (Bibliothèque des composants multiplate-formes) et VCL (bibliothèque des composants visuels). L’environnement EDI ( Environnement de développement intégré ) propose tous les outils nécessaires à la conception, au test, au déboguage et au déploiement d'applications, permettant un prototypage rapide et un cycle de développement plus court . L'EDI dispose de tous les outils nécessaires pour commencer à concevoir une application : La palette des composants qui affiche des composants visuels ou non visuels que vous pouvez les utiliser pour concevoir votre interface utilisateur. L'inspecteur d'objets pour connaître ou modifier les propriétés et événements d'un objet. L'arborescence d'objets pour afficher ou modifier les relations logiques d'un objet. L'éditeur de code pour écrire ou modifier la logique sous-jacente d'un programme. Le gestionnaire de projet qui permet de gérer les fichiers constituant un ou plusieurs projets. Le débogueur intégré pour rechercher et corriger les erreurs dans votre code. De nombreux outils, comme les éditeurs de propriété qui permettent de modifier la valeur des propriétés d'un objet. 37 Des outils en ligne de commande, y compris des compilateurs, des éditeurs de liens. Explorateur de classes Palettes de Inspecteur d’objets Arborescence des objets Affichage des erreurs Figure 2 : Editeur de code Environnement C++ Builder 6 VCL et CLX sont des bibliothèques de classes constituées d'objets que nous utilisons pour développer des applications. Les deux bibliothèques 38 se ressemblent et contiennent de nombreux objets identiques. Certains objets de la VCL implémentent des fonctionnalités disponibles uniquement sous Windows. Pratiquement tous les objets CLX sont disponibles à la fois pour Windows et pour Linux. VCL et CLX sont toutes deux une hiérarchie d'objets, intégrée à l'EDI qui nous permet de développer rapidement des applications. Les objets des deux bibliothèques sont basés sur des propriétés, des méthodes et des événements. Chaque objet contient des données membres (propriétés), des fonctions qui opèrent sur les données (méthodes) et un moyen d'interagir avec les utilisateurs des classes (événements). I.1.2. SQL Server : Microsoft SQL Server est un SGBD relationnelle client/serveur basée sur Structured Query Language (SQL). SQL Server comporte de nombreux assistants qui peuvent nous aider à exécuter des tâches administratives complexes. De plus il possède un ensemble d'outils de développement et d'administration qui améliorent notre capacité à installer, déployer, gérer et l’utiliser à travers plusieurs sites. L’accès aux assistants est à partir du menu Outils de SQL Server Enterprise Manager. La liste des assistants est la suivante : Assistant Sauvegarde, Assistant récupération de défaillances, assistant configuration de publication et de distribution, assistant création d'alerte, assistant création de bases de données, assistant création d'un diagramme de base de données, assistant création d'index, assistant création d'un travail, assistant création d'une nouvelle source de données, assistant création d'une connexion, assistant création de publication, assistant création de procédures stockées, assistant création de trace, assistant création de vue, assistant plan de gestion de la base de données, assistant désactivation de la publication et de la distribution, assistant exportation DTS, Assistant importation DTS, assistant indexation de texte intégral, assistant paramétrage d'index, assistant création d'un serveur principal, assistant création d'un serveur cible, assistant extraire un abonnement, assistant inscription de serveur, assistant mise à niveau SQL Server et assistant Web . Les outils livrés avec SQL Server sont les suivants : 39 • SQL Server Enterprise Manager : facilite, au niveau global de l'entreprise, la configuration et la gestion de SQL Server et des objets SQL Server. • Utilitaire de réseau de SQL Server : configurer les bibliothèques côté client pour obtenir une correspondance avec les bibliothèques côté serveur que nous activons. • Analyseur de performances SQL Server : L'analyseur de performances SQL Server surveille tous les aspects d'un système SQL Server et indique comment augmenter ou améliorer les performances. • • SQL Server Profiler : Enregistre continuellement l'activité du serveur en Analyseur de requêtes SQL Server : L'Analyseur de requêtes SQL Server est temps réel. un outil graphique de requête qui permet d'analyser le plan d'une requête, d'exécuter simultanément plusieurs requêtes, d'afficher des données et de recommander l'utilisation d’index. • Gestionnaire des services SQL Server : Le Gestionnaire de services SQL Server est utilisé pour démarrer, arrêter ou suspendre SQL Server (service MSSQLServer), l'Agent SQL Server et le service Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MSDTC) . • • Installation de SQL Server : Le programme d'installation de SQL Server Assistant Mise à niveau SQL Server : sert à effectuer la mise à niveau des permet d'installer le serveur. données de SQL Server version 6.x vers SQL Server 7.0. SQL Server met en œuvre un ensemble de caractéristiques qui présentent les avantages suivants : • Facilité d'installation, de déploiement, et d'utilisation : SQL Server possède un ensemble d'outils de développement et d'administration qui améliorent votre capacité à installer, déployer, gérer et utiliser SQL Server à travers plusieurs sites. • Evolutivité : Le même moteur de base de données peut être utilisé sur plusieurs plates-formes, allant des ordinateurs portables qui exécutent Windows 95/98 jusqu'aux gros serveurs multiprocesseurs fonctionnant sous Windows Édition Entreprise. 40 • Data warehousing : SQL Server possède des outils permettant d'extraire et d'analyser des données synthétiques en vue de leur traitement analytique en ligne (OLAP). SQL Server possède aussi des outils pour concevoir visuellement des bases de données et analyser les données à l'aide de questions posées en anglais. Intégration du système avec d'autres logiciels de serveur : SQL Server intègre la messagerie électronique, Internet et Windows. I.2. Méthodes de conception utilisées : I.1.3. Unified Modeling Language : UML (Unified Modeling Language, traduisez "langage de modélisation objet unifié") est né de la fusion des trois méthodes qui ont le plus influencé la modélisation objet au milieu des années 90 : OMT, Booch et OOSE), puis normalisé par l'OMG en 1997. Cette méthode s’appuie sur les technologies orientées objets permettant de penser de manière abstraite à un problème en utilisant les concepts du monde réel. UML est non seulement une méthode mais aussi est un langage semi-formel et un support de communication. En d’autres termes c’est une méthode permettant de structurer un système sans centrer l'analyse uniquement sur les données ou uniquement sur les traitements, mais sur les deux. I.1.4. Pourquoi UML ? : D’abord les technologies orientées objets permettent d’améliorer la qualité des logiciels en : permettant une meilleur compréhension de besoin. permettant une conception plus claire, et limitant les ambiguïtés (parler un langage commun, au vocabulaire précis, indépendant des langages orientés objet). facilitant l'analyse (simplifier la comparaison et l'évaluation de solutions). facilitant la maintenance. Ensuite, si on a choisi, pour le développement, un langage de programmation orienté objet ; Une conception orientée objet facilite le codage. Enfin, L'approche objet est une solution technologique incontournable. 41 I.1.5. Modèle conceptuel de données : Cond_PH 0,n 0,n Cond_N CABLE NUM_CAB TYPE_LIGNE CODE_A CODE_G 1,1 1,1 CONDUCT EUR CODE_CON NAT _C SECT ION DIAM ET RE CONT _RUP T M AX PDS_LIN MA MB M_GIVRE ALPHA YOUNG AC 0,n 0,n SUPPORT NUM _SUPP T YPE_SUPP HAUT EUR EFFORT _T ET E FONCT ION ABSCISSE ALT IT UDE ANGLE (1,1) COND_N COND_PH EST_COMPOSEE 1,1 LIGNE CODE_LIGNE T YPE_LIGNE 0,n 1,1 1,1 1,n PROJET CODE_PROJET LIBELLE_PROJET T ENSION T YPE_SUPPORT 1,1 1,1 1,1 1,n SE_COMPOSE CANT ON NUM _CANT ON AB_DEB AB_FIN (1,1) T YPE_LIGNE CAB_ART 1,1 1,1 HYPOTHESE DEVIS DESIGNAT ION_ART QUANT IT E P_UNIT AIRE 0,n ADM ET 0,n CODE_H PMAXOB PMINOB PMAX ARM EM ENT _INT ER ART ICLE CODGRT CODART LIBART UNIT ART PT OART PFOART PM T ART PREART (1,1) Contient PMIN HLMIN 0,n ARM EM ENT _OBLIG 0,n 0,n ARM EM ENT CODE_ARM EM ENT T YPE_ARM DIM ENSION 0,n GROUPE CODGRP LIBGRP 42 I.1.6. Diagramme d’utilisation : Pour structurer les besoins des utilisateurs et les objectifs correspondants de système on eu recours au diagramme de cas d’utilisation « USE CASE ». Il permet de décrire les fonctionnalités du logiciel en montrant leurs interactions au sein du logiciel et avec le monde extérieur, en effet un diagramme de cas d’utilisation pour ce logiciel peut être le suivant : Diagramme USE CASE En effet les principales fonctionnalités sont : Le tracé topographique suivant ses deux formes. Répartition des supports sur le relief. Dimensionnement des supports suivant la répartition faite. 43 - Choix des accessoires pour chaque support. Elaboration du carnet de piquetage et de devis estimatif. Gestion des projets. I.1.7. Diagramme de Classe : Le diagramme de classe représente la vue statique du logiciel. Il sert à définir la sémantique des objets au sein du programme. Trois classes principales : une classe LIGNE ou PROJET qui est composée des cantons et dispose des methodes. Une classe CANTON, elle-même composée des supports et dispose des méthodes nécessaires à sa manipulation. Une classe SUPPORT qui modélise l’objet supports. Elle surtout présente les getters et les setters pour manipuler son état. 44 PointProfil Absc : Double Haut : Double Angle : Double 1..n {ordonnée} FichierProfil Chemin 1 Ligne Code : Integer CtLigne : Double Libellé : char* TypeSupp : char* ArOb : char* ArIn : char* TypeLigne : char* SectionPh : Double SectionN : Double Tension : Double FichierOb stacle Chemin 1 1..n {ordonnée} PointObstacle Code : int Absc : double Largeur : double Hauteur : double Conducteur Nature : char* Section : Double Diamètre : Double 2 TypeLigne LibelléType : char* CodeLigne : Integer 1 Armement LibelléArm : char* 2 CodeArmement : Integer 2 n Ajout_Canton() Paint_Supports() Changer_Support_Canton() Existe_Supp_XY() Portée() Paint_Chaine() TraceProfil() TraceObst() ObstInterPoint() n Mercuriale CodeArticle : int CodeGroupe : int Unité : String Prix : double Update() Devis QuantitéArt : int PrixUnitaire : double AjoutArticle() SupprimerArticle() Sauver() CalculTotal() 1 Paramétrage CodeParam : Integer PorteMaxOb : Double PorteMinOb : Double PorteMax : Double PorteMin : Double HLmin : Double AjoutParam() 1..n Canton NumCanton : Integer Abs_Deb : Double Abs_Fin : Double Cout_totale : Double Ajout_Supp() Changer_Pos_Supp() Supprimer_Supp() Paint_Supp_Canton() Supp_XY() Paint_Chaine_Canton() Calcul_Tension() Calcul_Effort() Calcul_Ecartement() Calcul_Retournement() Calcul_Inclinaison() Haut_Ph_N() Repartition() RepartitionNonRectiligne() RepartitionRectiligne() TestHauteurLibre() EmplacementAccepté() DeterminerHaut() Support Num : Integer Armement : char* Type : char* EffortTete : Double Hauteur : Integer Fonction : char Abscisse : Double Angle : Double Altitude : Double Image : TImage* Choix_Accessoires() PaintSupp() 1..n LE DIAGRAMME DE CLASSE 45 II. REALISATION : II.1.Fonctionnalités du logiciel : Le logiciel prend en charge la réalisation des différentes tâches nécessaires lors de l’étude d’une ligne électrique MT ou BT. Les tâches sont les suivantes : •La description de la ligne. •Habillage du terrain ou répartition des supports. •Dimensionnement des supports et armements. •Etude des contraintes. •Validation de la solution proposée. • Elaboration du devis estimatif. • Editions des états de sortie. • Gestion d’une base de données I.1.8. La description de la ligne : La première étape de l’étude d’une ligne électrique est l’acquisition des données topographiques et les caractéristiques générales de la ligne : En premier lieu, l’utilisateur remplit les champs de la forme « Nouvelle Ligne » (voir annexe forme Nouvelle Ligne); en deuxième lieu, l’utilisateur importe les données descriptives de la ligne. I.1.9. Caractéristiques générales de la ligne : Une ligne est caractérisée par : Un code, un libellé, Un type : • Suspendu, rigide. • Triphasé, Monophasé. Un niveau de tension, La nature, la section et le diamètre des conducteurs (phase et neutre), Les armements à utiliser, Les supports à utiliser. 46 I.1.10. Import des données topographiques : L’import des données est établi à partir de deux fichiers : fichier profil et fichier obstacle (Généralement issus d’un tachéomètre). Le fichier profil admet la forme suivante : Nom Taille Type Abscisse 9 caractères Numérique Altitude 9 caractères Numérique Angle 7 caractères Numérique Tableau II.1 : Format d’un fichier profil Exemple de fichier profil : Abscisse Altitude Angle 00034.000 00050.020 000.000 00061.000 00055.130 047.000 00063.000 00050.290 000.000 … … … Le fichier obstacle admet la forme suivante : Nom Taille Type Abscisse 9 caractères Numérique Largeur 9 caractères Numérique Hauteur 7 caractères Numérique Code Obstacle 1 Numérique Tableau II.2 : Format d’un fichier obstacle Exemple de fichier obstacle : Abscisse Largeur Hauteur Code 00639.000 0003.000 000.000 7 01251.500 0002.000 000.000 7 01901.500 0006.000 000.000 5 … … … … 47 Exemple d’obstacles : chemin de fer( code 5 ), Route goudronné( code 6 ), Piste ( code7 ), Puits oueds et écoulements ( code 9 ) … Le logiciel permet l’édition des données descriptives de la ligne : • • • Visualisation (vue de profil et vue de planimétrie ou de dessus) . Modification. Contrôle de données. II.2.Habillage du terrain ou Répartition des supports : Ayant en entrée les données descriptives de la ligne, le logiciel permet d’implanter les supports sur le terrain tout en tenant compte de certains paramètres. La procédure de répartition est interprétée en détail dans le chapitre III. La répartition des supports est soit : • Automatique : Le logiciel choisit l’emplacement et les caractéristiques de chaque support en fonction de certains paramètres indiqués préalablement (portée, hauteur des supports…), c’est le rôle de la procédure de répartition. • Semi-automatique : Combinaison des méthodes manuelle et automatique avec intervention de l’utilisateur dans les différentes phases de la répartition. Les paramètres à tenir compte au cours de la répartition sont les suivants : • • • • • Nature du terrain. Distance entre supports adjacents (portée) . Obstacles. Distance minimale entre le câble et le terrain. Autres paramètres (expliqués en détail dans le chapitre III). Enfin, le logiciel offre à l’utilisateur la possibilité d’effectuer sur la répartition obtenue les opérations suivantes : • Ajout des cantons. • Ajout des supports. 48 • Changement de l’emplacement des supports. • Modification des caractéristiques des supports. • Suppression des supports. II.3.Dimensionnement des supports et armements : Il consiste à dimensionner les supports et les armements en tenant compte des : • Caractéristiques générales de la ligne. • Hypothèses de calcul (température, vent …). • Règles générales et particulières à appliquer. Le logiciel permet la modification et le contrôle de la solution retenue (Compatibilité type_support – armement – type_ligne). II.4.Etude des contraintes : Le logiciel permet l’étude des contraintes suivantes : I.1.11. Hauteur Libre : La hauteur d’un support est choisie de façon à obtenir une hauteur hors sol ( HS = 0,9*H – 0,5 ) réglementaire laquelle dépend de la distance minimale entre le sol et le point le plus bas des conducteurs . En tout point du profil, cette distance doit être supérieur à une valeur dite hauteur libre min (voir formules de calcul chapitre I. II. pour plus de détaille). Si la contrainte hauteur libre est violée le logiciel permet des interventions telles que : • La modification des hauteurs des supports. • Le déplacement ou l’ajout de supports. I.1.12. Inclinaison des éléments de chaîne : Elle consiste à vérifier que, dans des hypothèses de vent et de température bien déterminées, les éléments de chaînes ne s’inclinent pas plus qu’une limite connue. Si le logiciel détecte l’existence d’une inclinaison, il offre à l’utilisateur la possibilité de : • • • Changer l’armement des supports. Déplacement des supports. L’ajout des supports. 49 I.1.13. Retournement des éléments de chaîne : L’étude du retournement consiste à vérifier que, dans des hypothèses de vent et de températures bien déterminées, les éléments de chaînes ne se retournent pas vers le haut. De même si le logiciel détecte l’existence d’un retournement, il offre à l’utilisateur la possibilité de : • • • Changer l’armement des supports. Déplacement des supports. L’ajout des supports. I.1.14. Ecartement des conducteurs : Il consiste à vérifier que les écartements Phase-Phase et Phase-Neutre ( Au milieu de la portée ou au niveau des supports ) respectent des valeurs théoriques qui dépendent essentiellement des armements et du type de la ligne ( suspendu monophasé … ) . Si l’écartement n’est pas vérifié le logiciel permet de : • • Changer l’armement des supports. Déplacement des supports. I.1. Validation de la solution proposée : Le logiciel permet d’effectuer les opérations suivantes : • Visualisation graphique de la totalité de la ligne : Terrain habillé avec les supports. Obstacles. Défilement de la solution. Visualisation de la chaînette (conducteur). • Modification de certains paramètres : Hauteur des supports. Emplacements des supports. • Etude instantanée de l’impact d’une modification. I.2. Edition des états de sortie et Elaboration du devis estimatif : Une fois l’étude de la ligne est achevée (choix des supports, vérification des 50 contraintes, choix des accessoires …), le logiciel tronçon de la ligne : II.5.Le carnet de piquetage : permet d’éditer pour chaque Il indique pour chaque support de la ligne les données suivantes : • Nature du support. • Angle. • Hauteur. • Altitude. • Effort calculé. • Type du support (Angle, Changement de traction, Arrêt). • Armement. • Accessoires (Nature et quantité). II.6.Eléments de pose de la ligne : La sécurité de l’environnement de la ligne ainsi que la protection de la ligne elle même dépendent du réglage de ses conducteurs. Pour cette raison, le point le plus important au départ de l’étude d’une ligne étant le choix de la tension mécanique que l’on va donner aux conducteurs. Les conducteurs des lignes aériennes sont soumis aux variations de plusieurs facteurs entraînant des variations de leurs tensions mécaniques, ces facteurs sont : • • Le vent qui agit comme une augmentation de poids par mètre de La température dont l’élévation entraîne un allongement du conducteur et par la suite une diminution de la tension mécanique tandis que réciproquement son abaissement provoque un raccourcissement du câble et donc une augmentation de sa tension. Il convient donc de tendre initialement le conducteur, de telle sorte que dans les conditions climatiques les plus défavorables définies préalablement, où sa tension sera accrue au maximum, l’effort de traction ne dépasse pas une limite fixée à l’avance. Les éléments de pose indiquent pour chaque portée de la ligne et à différentes températures les flèches des conducteurs et les tractions à appliquer aux conducteurs. conducteur. 51 Pour chaque canton, le logiciel affiche les tensions de pose et les flèches pour différentes températures (pour plus de détail voir formules de calcul chapitre 1. III.). II.7.Elaboration du devis estimatif : Il consiste à élaborer, à partir de la solution retenue, le devis estimatif et de permettre l’ajout ou la suppression d’un article de la mercuriale des prix. Pour chaque article retenu les données relatives suivantes seront affichées : • Le code, le libellé, le code unité. • La quantité. • Le prix unitaire. • Le prix total. II.8.Gestion d’une base de données : On a jugé important de concevoir une base de données pour les raisons suivantes : • • Enregistrement des projets. On est amené parfois à travailler avec un nouveau conducteur. (Les calculs sont les même mais les caractéristiques du conducteur varient) • • On est amené parfois à travailler avec un nouvel armement. On veut sélectionner les distances de garde (support – obstacle, hauteur libre minimale) et les portées min et max à partir d’un ensemble déjà défini et simple à modifier. • L’utilisateur fait la sélection des paramètres de calcul (vent et température de la zone à électrifier) à partir d’un ensemble déjà définie et simple à modifier. • Toutes les trois années la mercuriale des prix (pour équipement et accessoires) doit être mise à jour. Le logiciel accède à une base de données sous SQL Server, puisque le serveur de la STEG travaille déjà avec le SGBD cité. 52 II.9.Tests et validation : Le logiciel conçu a était testé par les agents de la direction sur des projets d’électrification déjà fais. Les résultats des tests sont récapitulés dans les statistiques (voir dessous). Les tests réalisés montrent bien les bénéfices apportés par rapport aux objectifs fixés. II.10. Statistiques : Parce qu’il n’y a pas assez des fichiers nécessaires à l’étude pour faire les tests, on a réalisé des tests seulement sur trois projets déjà réalisés. Les tableaux 1 et 2 récapitulent le devis en pylônes de l’étude déjà faite sur deux projets par la STEG et celle donné par le logiciel. La différence est claire au niveau coût. Pour le pire des cas, les résultats sont similaires, c’est le cas du tableau 3 ; et encore mieux car le résultat trouvé est inférieur en nombre des supports ce qui permet un gain au niveau accessoires. 53 CONCLUSION A l’issue de la conception de l’algorithme de répartition des supports et son implémentation au sein d’un logiciel automatisant les études des lignes aériennes, nous avons abouti à des résultats appréciables. Grâce à une méthode hiérarchisée et une conception détaillée, nous avons parvenu à : Automatiser l’étude d’une ligne aérienne. Optimiser le coût de la réalisation d’un projet d’électrification. Gérer les projets déjà étudiés. En effet, nous avons pu identifier les anomalies et les insuffisances qui ont permis de dégager la problématique. En se basant sur celle-ci on a fixé les objectifs fondamentaux; suivis par une analyse qui a identifié les différentes parties et qui a aidé à concevoir l’algorithme de base. Compte tenu des résultats de l’analyse on a élaboré une conception du logiciel, ensuite on a établi la réalisation qui décrit clairement les fonctionnalités du logiciel. Enfin une comparaison des résultats de certains projets déjà réalisés montre bien l’efficacité et l’apport de l’étude faite. Nous pensons que le logiciel développé va non seulement alléger les taches des agents de la direction dans l’étude des projets d’électrification, mais aussi son apport économique est considérable. Donc la « STEG » gagnera encore plus en temps et en coût en concevant un système d’information gérant ses différentes activités. 54 Mots Clés : Canton : Un canton est la portion de la ligne située entre deux supports d’ancrages. Tronçon : Un tronçon est la portion de ligne située entre deux supports d’angle. Portée : C’est la distance entre deux supports. Flèche : C’est la distance verticale au milieu de la potée joignant le conducteur à la droite passant par les points de fixation. Portée Flèche Shéma 1 : Flèche et Portée Dénivillation : La portée présente une dénivellation si l’altitude d’un support est différente du support successeur ou prédécesseur. Ligne suspendu : Si la fixation des conducteurs au niveau des supports se fait par l’intermédiaire des chaînes. Ligne rigide : Une ligne est dite rigide si les conducteurs au niveau des supports sont fixés directement à l’armement. Hauteur Hors Sol(HS) : C’est la hauteur du support diminuée de la hauteur de la partie sous terraine du support ; HS = 0,9*H – 0,5 phase(Neutre), Elles dépendent du type de la ligne, type de l’armement et la fonction du support. Support d’arrêt : C’est un support situé au début ou à la fin de la ligne. Support d’ancrage : C’est un support présentant plus déléments de chaîne qu’un support d’alignement. (H hauteur réel). Hauteur de Phase(Neutre) : C’est la hauteur de fixation du conducteur de 55 ANNEXE 57 Hypothèses de calcul : Lors de l’étude d’un projet d’électrification, l’utilisateur (ingénieur topographe) choisit parmis les hypothèses existantes (dans la base) les paramètres de calcul les plus convenables dans la zone à électrifier. Schéma 1 : Hypothèses de calcul La portée max (ou min) Ob est la distance maximale (ou minimale) qu’un support doit vérifier lors de son emplacement à coté d’un obstacle. La portée max (ou min) représente la distance maximale (ou minimale) entre deux supports adjacents. De même la hauteur libre pour tout les portées de la ligne doit vérifier la hauteur libre min. 58 Nouvelle Ligne : Une fois les paramètres climatiques et dimensionnels sont choisis, l’utilisateur insèrera le reste des données relatifs à l’étude d’une ligne électrique. Schéma 2 : La forme Nouvelle Ligne Chaque projet est représenté par un code et un libellé (chaque projet est représenté par un code unique dans la base). A propos du type de la ligne, il est nécessaire que l’utilisateur entrera un type de la liste existante (la liste est sélectionnée directement de la base de données). On a prévu une table type ligne ; principalement pour faciliter une mise à jour possible des différents types. Il est de même pour les champs : armement obligatoire, armement intermédiaire, type support, phase, neutre. Pour les conducteurs, il suffit de sélectionner une nature de la liste, pour que les sections et les diamètres s’affichent automatiquement. Il reste à l’utilisateur d’insérer la tension et de valider. Lors de la validation, on vérifiera le code (existence du même code dans la base) et la tension (une valeur acceptable) ; à la détection d’une erreur on affichera un message d’erreur. 59 Traçage du profil et Répartition : Une fois on a importé les fichiers profil et obstacle, le bouton tracer profil nous permet de visualiser le profil du terrain à étudier. L’étape suivante consiste à donner la main au topographe de placer les supports obligatoires (sur les sommets des bosses, dans des emplacements bien déterminés…) par l’intermédiaire d’un popupmenu. Schéma 3 : Ajout de supports obligatoires Schéma 4 : La forme Visualisation de la Répartition Ensuite, il suffit d’appuyer sur le bouton valider pour que le logiciel cherche la solution la plus optimisée pour la répartition (La solution tiendra compte des supports déjà ajoutés). Enfin, après l’habillage de la ligne, le logiciel donne la main à l’utilisateur de supprimer, ajouter, modifier et afficher les propriétés d’un support d’une manière très simple. 60 Modification des paramètres d’un support de la répartition : Lors de la répartition, on a donné la main à l’utilisateur d’entrer des modifications sur les supports de la répartition courante. Ceci, pour permettre une interactivité entre l’utilisateur et l’application et pourque l’application soit le plus souple possible. Schéma 5 :Modification et affichage des paramètres d’un support sélectiopnné par la souris Dans le shéma ci dessus, pour un support sélectionné avec la souris, on a affiché ces paramètres et ces accessoires qu’on peut les modifier facilement. Une fois la modification est faite, le logiciel contrôle les nouveaux paramètres entrés et affiche s’il est nécessaire un message d’erreur. 61 La Planimétrie : La planimétrie est la vue de dessus du profil (le profil est la ligne où il est possible de placer des supports), elle met en évidence, essentiellement les déviations angulaires de la ligne. On a représenté deux types de planimétrie : la première en Zoom- et la deuxième en Zoom + : 1. la planimétrie en Zoom+ : Schéma 6 : La forme Planimétrie Zoom + C’est la vue du profil en taille réel ; on peut parcourir toute la ligne avec les deux scroll bars, verticale et horizontale, naviguer facilement dans toutes les directions. 62 2. la planimétrie en Zoom - : C’est la vue de profil en taille réduite ; elle permet de visualiser toute la ligne quelque soit sa longueur et ses déviations, et de la centrer au milieu de la forme. Schéma 7 : La forme Planimétrie Zoom On peut remarquer dans la figure ci-dessus que l’angle « 174 » représente le même angle représenté dans la figure précédente de la planimétrie Zoom+, mais la déviation est légèrement différente à cause du facteur de zoom. Le nombre d’angles affichés en dessus de la tracé est celui de tout les angles >0, alors que la planimétrie n’affiche que les valeurs des angles >0, <190 et >210 Grades. NB : Les angles affichés sont en Grades, elles représentent les valeurs des angles relatifs. 63 Édition des cantons : L’édition des cantons met en évidence toutes les informations importantes concernant les cantons. Schéma 8 : Édition des cantons Elle permet d’afficher les abscisses début et fin de canton, la longueur, le nombre de support, le nombre de creux et la portée équivalente pour chaque canton. Éditions des supports : 64 La forme édition des supports a pour objectif principale l’affichage de l’effort calculé pour tout les supports répartis dans une ligne ; en deuxième lieu elle nous permet d’afficher les supports retenus pour un effort bien déterminé et les type des supports. En faite, il existe quatre types : support d’angle, d’arrêt et de changement de traction ou angle et changement de traction. Schéma 9 : La forme Édition des supports De plus de ces informations, on a jugé utile d’afficher le nombre totale des supports répartis sur la ligne ,les portées droite et gauche de chaque support, et la pression de vent de la zone à étudier ; car les trois paramètres cités ont un rôle majeur dans la détermination de l’effort d’un support et son type (voir formules mathématiques). Calcul de Retournement et Inclinaison : 65 Le calcul d’inclinaison et de retournement est d’utilité considérable, il permet à l’utilisateur d’estimer la valeur du retournement et d’inclinaison des supports de chaque canton. Ceci nous permet de prévoir les défauts possibles et essayer de modifier la répartition courante. Schéma 10 : La forme Calcul Inclinaison et Retournement On peut voir dans la figure ci-dessus l’affichage du retournement : pour chaque canton, les informations nécessaires pour le calcul sont affichées (voir formules mathématiques pour plus de détail). De même pour l’inclinaison, il suffit d’appuyer sur l’onglet inclinaison pour visualiser les paramètres nécessaires ; le parcours des cantons est possible par les deux flèches : suivant et précédent. Flèche et Tension de pose : 66 Le calcul de la flèche et de la tension de pose permet à l’utilisateur d’avoir une large connaissance sur les paramètres de la ligne pour chaque canton lors de la pose des conducteurs. Schéma 11 : La forme Calcul Flèches et Tensions de pose La figure ci-dessus nous montre les tensions de pose et les flèches médianes pour une gamme de température. Pour chaque canton il est possible aussi d’afficher les informations relatives aux conducteurs de phase ou de neutre. De plus l’affichage concerne les portées équivalentes, la pression critique et la portée équivalente. Étude de l’écartement : 67 L’étude de l’écartement admet une grande importance lors de l’habillage d’une ligne aérienne ; car il nous permet de déterminer la distance entre les conducteurs Phase-Neutre et Phase-Phase. Schéma 12 : La forme Calcul Ecartement Il est possible de déterminer l’écartement pour les différents supports pour tous les cantons de la ligne. Le parcours des différents cantons est possible par les deux boutons précédent et suivant. Pour naviguer entre les deux types d'écartement il suffit d’appuyer sur les onglets PhasePhase et Phase-Neutre. Étude d’un support particulier : 68 La forme suivante a été conçue dans le but de mettre en évidence toutes les informations concernant chaque support. Pour le premier onglet on affichera les paramètres et les armements. Schéma 13 : La forme Étude d’un support particulier La deuxième affichera la liste des accessoires pour un canton et un support choisit par l’utilisateur. Schéma 14 : Accessoires d’un support particulier 69 Le Devis Estimatif : Une fois l’habillage de la ligne est terminé, le logiciel permet à l’utilisateur d’élaborer un devis estimatif de la répartition Schéma 15 : Élaboration de devis Dans le shéma ci-dessus on voit une partie du devis, les codes (code groupe et code article) sont celles des articles tels qu’ils sont présentés dans la mercuriale des prix, présentée par le STEG est stockée dans la base. De plus du calcul de devis, on a la possibilité de l’ajout, de la suppression et de la mise à jour d’un article du devis. 70 Mise à jour de la mercuriale des prix : Plusieurs articles de La mercuriale des prix de la STEG sont mis à jour chaque année, pour cette raison, on a conçu la forme suivante : Shéma 16 : Mise à jour de la mercuriale. En faite, l’utilisateur admet la possibilité de parcourir la mercuriale , de choisir un article et d’appliquer les changements nécessaires.de plus l’application offre la possibilité d’ajouter des articles à la base. 71