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RÉSUMÉ
Un système fluide en eau est un assemblage plus ou moins complexe de différents dispositifs contenant ou faisant circuler de l'eau. Afin de respecter les objectifs du circuit, sa conception doit être réalisée avec le plus grand soin. Connaissances techniques minimales, méthodes de réalisation : cet article détaille ainsi, de manière simplifiée, l'ensemble du processus à suivre pour concevoir un tel circuit. Les étapes présentées vont de la définition du besoin avec la rédaction du cahier des charges fonctionnel, jusqu'à la mise en service du circuit (rédaction des programmes d'essais) en passant par les étapes de conception préliminaire (architecture et dimensionnement des composants).
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Olivier COSTE : Ingénieur ENSPG - Remerciements à Mme C. Gibaud Aziza, ingénieur ESM2 et Mr H. Guillermain, diplômé de l'Université Paris V, pour leur aide précieuse à l'élaboration de cet article.
INTRODUCTION
Cet article a pour objet de décrire les dispositions de maîtrise d'un processus simplifié d'études de systèmes fluides. Cet article constitue un guide, il doit être adapté systématiquement à la taille du projet et à sa spécificité, et doit être utilisé comme une aide pour le déroulement des études des systèmes fluides. Les documents listés dans le corps du texte sont donnés à titre indicatif et seront nécessaires à la réalisation de la plupart des grands projets. La description de ces processus est linéaire pour une plus grande clarté sur l'enchaînement des tâches, mais leur logique et leur traitement sont souvent de type itératif.
La conception des systèmes fluides : intérêts et enjeux
Il s'agit d'apporter les connaissances minimales requises à la conception de systèmes fluides en eau, tant sur le plan technique (en proposant des rappels) que sur le plan de la méthode (en proposant un processus simplifié). D'autres articles aborderont spécifiquement la conception des circuits fluides en air, en vapeur.
Un système fluide en eau est un assemblage plus ou moins complexe de matériels divers contenant ou véhiculant de l'eau. Cet article et les autres qui suivent tentent d'apporter des éléments de réponse à la question « comment concevoir un système fluide ? », de sa version la plus préliminaire, à sa version la plus détaillée.
La tâche incombe en général à l'ingénieur de bureau d'études en charge de conception procédé. Dans l'industrie, le concepteur d'un système fluide joue un véritable rôle d'ensemblier auprès de nombreux métiers en interface. Le concepteur d'un système fluide doit faire preuve d'un bon sens pratique, être un assidu de l'analyse fonctionnelle, être toujours force de proposition, être sensible aux aspects coûts, et s'appuyer, quand c'est possible, sur le retour d'expérience d'installations similaires existantes, et donc sur les connaissances de ceux qui ont déjà exploité des installations similaires à celle qu'il conçoit.
Prérequis à la conception de systèmes fluides
Cet article [BM 6 200] présente de manière simplifiée le processus type de conception d'un système fluide, c'est-à-dire la stratégie générale de conception d'un circuit, depuis la phase d'expression de besoin (l'émission du cahier des charges fonctionnel), jusqu'à la mise en service du circuit (rédaction des programmes d'essais).
L'article [BM 6 201] présente des rappels d'hydraulique, d'échangeurs thermiques, de chimie.
L'article [BM 6 202] présente des rappels de technologie (pompes, sectionnements, etc.), avec des descriptions, des conseils de choix.
L'article [BM 6 203] présente le couplage d'une pompe centrifuge avec un système fluide.
L'article [BM 6 204] présente quelques exemples de système fluide simples, à un stade d'étude « préliminaire ».
Dans ces cinq dossiers, nous tentons d'être le plus général possible, même si nous prenons la liberté de détailler certains aspects plutôt que d'autres.
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Conception détaillée (phase de développement jalon « 2 » à jalon « 3 »)Article inclus dans l'offre
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3. Conception préliminaire (phase de définition jalon « 1 » à jalon « 2 »)
Le processus de conception préliminaire regroupe l'ensemble des tâches qui concourent à optimiser l'expression du besoin fonctionnel et à faire passer du besoin (CDCF) au besoin spécifié (STB). Il permet d'affiner encore le CDCF initial par l'utilisation des méthodes d'analyse fonctionnelle et d'élaborer la STB qui, à la fin de ce processus, sera figée dans une configuration applicable dans le processus de conception détaillée. Il consiste donc à affiner le besoin du client depuis sa perception jusqu'à son expression la plus complète.
La phase de conception préliminaire (CP) (ou « définition ») a pour objectif final la création du circuit en satisfaisant aux exigences de performances, coûts, délais. Les choix de conception dans la phase de conception préliminaire concernent principalement l'architecture et le dimensionnement fonctionnel des composants. Les études de systèmes fluides évoluent avec un niveau de détail de plus en plus précis tout au long du déroulement du processus : certains documents génériques vivront le cycle complet du produit ou système. Ce processus est itératif et suit la logique représentée dans le schéma ci-dessous et se décline suivant six macrotâches entre les jalons « A » et « G », détaillées dans les paragraphes suivants.
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Jalon « A » à jalon « B » : prise en compte des besoins : spécifier le système fluide
Cette macrotâche se traduit par les tâches suivantes :
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Analyse fonctionnelle du besoin pour consolider les données d'entrées, et la mise à jour du CDCF.
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Analyse des risques (exemples : coûts, délais, performances) liés à cette phase et des parades à mettre en place pour les réduire.
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Préparation pour la mise en place d'une conception à coût objectif.
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Établissement d'un plan de déroulement.
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Jalon « B » à jalon « C » : préparation des solutions possibles : établissement de la STB préliminaire du système fluide
Cette étape s'appuie sur les documents d'entrée du projet (exemples : spécification technique du besoin préliminaire du projet, exigences de disponibilité…). Elle permet de définir les différents...
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Conception préliminaire (phase de définition jalon « 1 » à jalon « 2 »)
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NORMES
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Management des systèmes – Référentiel cadre – Lignes directrices pour l'utilisation des méthodologies du management de projet - NFX 50-400 -
ANNEXES
Loi no 85-704 du 12 juillet 1985 relative à la maîtrise d'ouvrage publique et à ses rapports avec la maîtrise d'œuvre privée.
Décret no 93-1268 du 29 novembre 1993 relatif aux missions de maître d'œuvre confiées par des maîtres d'ouvrage publics à des prestataires de droit privé.
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