ISO 13631:2002

NORME ISO
INTERNATIONALE 13631
Première édition
2002-08-01
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Unités de compresseurs alternatifs à gaz
Petroleum and natural gas industries — Packaged reciprocating gas
compressors
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Sommaire Page
Avant-propos . vi
Introduction. vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 3
4 Exigences réglementaires. 5
5 Exigences générales concernant l’assemblage . 5
5.1 Courbes de performances relatives à l’assemblage du compresseur . 5
5.2 Disposition générale de l’assemblage. 5
5.3 Plans. 6
5.4 Niveau de pression acoustique . 6
5.5 Classification de zones électriques . 6
5.6 Installation d'assemblage. 6
5.7 Analyse des torsions . 6
6 Compresseur . 6
6.1 Généralités. 6
6.2 Vitesses admissibles . 7
6.3 Température de refoulement admissible. 7
6.4 Charges sur la tige . 7
6.5 Cylindres de compresseur . 8
6.6 Soupapes . 9
6.7 Pistons, tiges de piston et segments de piston. 10
6.8 Carters d’embiellage, vilebrequins, bielles, paliers et crosses. 10
6.9 Entretoises. 11
6.10 Presse-étoupes et garnitures d’étanchéité à la pression . 12
6.11 Circuit de lubrification du carter d’embiellage du compresseur. 12
6.12 Lubrification des cylindres du compresseur . 13
6.13 Matériaux. 13
6.14 Transmission de puissance . 15
7 Contrôle du débit. 16
7.1 Généralités. 16
7.2 Méthode de contrôle du débit . 16
7.3 Variation de la vitesse. 16
7.4 Variation de l’espace mort . 16
7.5 Circuits de dérivation. 17
7.6 Retrait ou décompression des soupapes. 18
7.7 Limitation de la pression d’aspiration . 18
8 Organe moteur. 18
8.1 Généralités. 18
8.2 Moteurs à gaz à allumage par étincelles. 19
8.3 Moteurs électriques . 23
9 Circuit de refroidissement. 23
9.1 Généralités. 23
9.2 Moteur à gaz . 23
9.3 Compresseur . 24
9.4 Types de refroidisseurs. 25
9.5 Échangeurs thermiques refroidis à l’air . 25
9.6 Disposition et construction. 26
10 Récipients sous pression. 28
10.1 Généralités . 28
10.2 Séparateurs. 29
10.3 Dispositifs de suppression des pulsations . 30
11 Canalisations et accessoires . 31
11.1 Généralités . 31
11.2 Conception. 32
11.3 Montage. 32
11.4 Raccords . 32
11.5 Fabrication . 33
11.6 Soudure d’étanchéité. 33
11.7 Dimensions . 33
11.8 Matériaux et diamètres des canalisations . 33
11.9 Matériaux et diamètres des tubages . 33
11.10 Robinetterie. 34
11.11 Orientation des brides . 34
11.12 Obturateurs . 34
11.13 Écrans de démarrage. 34
11.14 Exigences concernant les canalisations d’huile de lubrification. 34
11.15 Exigences concernant la tuyauterie du liquide de refroidissement . 35
11.16 Exigences concernant les canalisations d’instruments . 35
11.17 Tuyauterie d'évent et de vidange. 35
11.18 Soupapes de sûreté . 36
11.19 Vanne de décompression. 37
11.20 Puits thermométriques . 37
11.21 Isolation et/ou protection . 37
12 Circuits électriques . 37
12.1 Codes. 37
12.2 Alimentation. 38
12.3 Câblage. 38
12.4 Maintenance. 38
12.5 Isolation. 38
12.6 Canalisations et parcours de câbles. 38
12.7 Installations électriques . 38
12.8 Mise à la terre. 38
12.9 Terminaisons de câbles. 38
13 Instruments et commandes. 39
13.1 Généralités . 39
13.2 Tableau d’instruments et de commandes . 40
13.3 Instruments . 41
14 Dispositifs d’arrêt, alarmes et annonciateurs . 42
14.1 Généralités . 42
14.2 Nombre minimal d’arrêts requis . 43
14.3 Systèmes d’alarmes et d’arrêt supplémentaires. 43
14.4 Annonciateurs . 43
14.5 Interrupteurs . 44
14.6 Systèmes d’arrêt d’urgence . 44
14.7 Réglages des systèmes d’arrêt et d’alarme . 45
15 Châssis. 45
15.1 Généralités . 45
15.2 Conception. 45
15.3 Construction . 46
15.4 Passerelles, escaliers et plates-formes . 46
16 Peinture et mode d’application de la peinture . 46
16.1 Généralités . 46
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16.2 Préparation des surfaces . 47
16.3 Application. 47
16.4 Éléments ne devant pas être revêtus d’une couche de peinture. 47
16.5 Peintures . 47
16.6 Échangeur de chaleur refroidi à l’air. 47
17 Contrôles et essais . 48
17.1 Généralités. 48
17.2 Contrôle des matériaux . 49
17.3 Essais . 50
17.4 Essais de fonctionnement mécanique. 51
18 Marquage . 52
18.1 Flèches de rotation . 52
18.2 Matériau. 52
18.3 Plaques signalétiques. 52
19 Préparation pour le transport . 53
19.1 Généralités. 53
19.2 Protection. 53
19.3 Transport et stockage. 54
19.4 Mise en caisse . 54
19.5 Manuels . 55
20 Gaz corrosifs . 55
20.1 Généralités. 55
20.2 Acide sulfhydrique . 55
20.3 Dioxyde de carbone . 56
21 Environnements en haute mer et/ou marins . 56
21.1 Généralités. 56
21.2 Circuit de refroidissement. 57
21.3 Patin. 57
21.4 Système de commande et d’arrêt. 57
21.5 Instruments. 57
21.6 Tableau. 57
21.7 Canalisations de gaz, tubages et accessoires. 58
21.8 Application de couches de peinture . 58
21.9 Appareils de robinetterie (robinets, soupapes, vannes) utilisés avec un service de gaz. 59
Annexe A (informative) Fiches techniques et liste de contrôle . 60
Annexe B (normative) Dimensionnement des flacons de niveau. 76
Annexe C (informative) Schémas logiques séquentiels types. 77
Annexe D (informative) Conformité des composants du compresseur à la NACE MR 0175. 82
Annexe E (informative) Réparations des pièces moulées en fonte grise ou en fonte nodulaire . 84
Bibliographie. 85

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13631 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118, Compresseurs, outils et machines pneumatiques.
L’annexe B constitue un élément normatif de la présente Norme internationale. Les annexes A, C, D et E sont
données uniquement à titre d’information.
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Introduction
La présente Norme internationale est fondée sur la spécification API 11P, deuxième édition, de novembre 1989.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient avertis que des exigences
supplémentaires ou différentes peuvent se révéler indispensables pour des applications particulières. La présente
Norme internationale n'est pas destinée à interdire à un vendeur d'offrir, ou à un acheteur d'accepter des
équipements alternatifs ou des solutions techniques pour une application individuelle. Ceci peut être
particulièrement applicable pour une technologie innovante ou en cours de développement. Lorsqu'une alternative
est proposée, il convient que le vendeur identifie toute variation par rapport à la présente Norme internationale et
en fournisse les détails.
Le symbole (•) en début de paragraphe ou d'alinéa indique que l'acheteur doit soit prendre une décision, soit
fournir des informations complémentaires. Il convient que ces informations figurent sur les fiches techniques (voir
annexe A).
NORME INTERNATIONALE ISO 13631:2002(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Unités de compresseurs
alternatifs à gaz
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences et fournit des recommandations pour la conception, les
matériaux, la fabrication, le contrôle, les essais et la préparation en vue de l'expédition des compresseurs
séparables ou intégrés alternatifs montés sur châssis et assemblés, équipés de cylindres lubrifiés et de leurs
machines d'entraînement, destinés à être utilisés dans les industries du pétrole et du gaz naturel pour la
compression des hydrocarbures.
Elle est applicable également à tous les équipements auxiliaires nécessaires, tels que les refroidisseurs d'eau et de
gaz, les silencieux, les dispositifs antipollution, les filtres, les séparateurs, les tableaux de commande, les
canalisations, requis pour installer un dispositif fonctionnel conforme aux spécifications de l'acheteur et à l'objectif
de réduire l'étendue du site de construction ainsi que les équipements acquis sur le terrain.
La présente Norme internationale n'est pas applicable aux compresseurs suivants:
 compresseurs alternatifs destinés aux industries du pétrole et du gaz naturel et couverts par l'ISO 13707;
 compresseurs montés sur colonnes;
 compresseurs non lubrifiés;
 compresseurs à pistons fourreaux (type automobile) qui servent également de crosses;
 compresseurs à air pour centrale ou instrumentation avec une pression manométrique de refoulement
inférieure ou égale à 0,9 MPa (9 bar);
 compresseurs entraînés par un moteur diesel ou par des machines d'entraînement à turbine à gaz ou à
vapeur.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 7-1, Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet — Partie 1: Dimensions,
tolérances et désignation
ISO 68-2:1998, Filetages ISO pour usages généraux — Profil de base — Partie 2: Filetages en inches
ISO 185, Fontes grises de moulage — Classification
ISO 261, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Vue d'ensemble
ISO 262, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Sélection de dimensions pour la boulonnerie
ISO 263:1973, Filetages ISO en inches — Vue d'ensemble et sélection pour boulonnerie — Diamètres de 0,06
à 6 in
ISO 281, Roulements — Charges dynamiques de base et durée nominale
ISO 1813, Transmissions par courroies — Courroies striées, courroies trapézoïdales simples et jumelées y compris
celles à section large et hexagonales — Conductibilité électrique des courroies anti-électrostatiques: Spécifications
et méthodes d'essai
ISO 4126-1:1991, Soupapes de sûreté — Partie 1: Prescriptions générales
ISO 4986:1992, Pièces moulées en acier — Contrôle par magnétoscopie
ISO 5864:1993, Filetages ISO en inches — Jeux et tolérances
ISO 7005-1, Brides métalliques — Partie 1: Brides en acier
ISO 7005-2, Brides métalliques — Partie 2: Brides en fonte
ISO 8504-2, Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits assimilés —
Méthodes de préparation des subjectiles — Partie 2: Décapage par projection d'abrasif
ISO 9934-2, Essais non destructifs — Magnétoscopie — Partie 2: Produits indicateurs
ISO 10441, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de puissance
mécanique — Applications spéciales
ISO 13707, Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs alternatifs
ISO 14691, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de puissance
mécanique — Applications d'usage général
ISO 15649, Industries du pétrole et du gaz naturel — Tuyauterie
CEI 60034, Machines électriques tournantes
CEI 60079, Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses
CEI 60364-5, Installations électriques des bâtiments — Partie 5: Choix et mise en œuvre des matériels
électriques — Règles communes
CEI 60529, Degrés de protection procurés par les enveloppes (Code IP)
CEI 60848, Établissement des diagrammes fonctionnels pour systèmes de commande
1)
API Std 1B , Specification for oil-field V-belt
API RP 520 Part I, Sizing, selection and installation of pressure relieving devices in refineries. Part I — Sizing and
selection
API RP 520 Part II, Sizing, selection and installation of pressure relieving devices in refineries. Part II — Installation

1) American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, DC 20005-4070, USA.
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2)
ASME B 1.1 Unified inch screw threads (UN and UNR thread form)
ASME B 1.20.1, Pipe threads, general purpose (inch)
ASME VIII, ASME Boiler and pressure vessel code: 1998, Section VIII, Rules for construction of pressure vessels
ASTM A 320/A 320M, Standard specification for alloy/steel bolting materials for low-temperature service
ASTM A 503, Standard specification for ultrasonic examination of forged crankshafts
ASTM A 536, Standard specification for ductile iron castings
ASTM A 668/A 668M, Standard specification for steel forgings, carbon and alloy, for general industrial use
ASTM A 781/A 781M, Standard specification for castings, steel and alloy, common requirements, for general
industrial use
EN 1561:1997, Fonderie — Fonte à graphite lamellaire
EN 1563:1997, Fonderie — Fonte à graphite sphéroïdal
EN 10213-1:1995, Conditions techniques de livraison des pièces moulées en acier pour service sous pression —
Partie 1: Généralités
EN 10213-2:1995, Conditions techniques de livraison des pièces moulées en acier pour service sous pression —
Partie 2: Nuances d'acier pour utilisation à température ambiante et à températures élevées
EN 10213-3:1995, Conditions techniques de livraison des pièces moulées en acier pour service sous pression —
Partie 3: Nuances d'acier pour utilisation à basses températures
EN 10213-4:1995, Conditions techniques de livraison des pièces moulées en acier pour service sous pression —
Partie 4: Nuances d'aciers austénitiques et austéno-ferritiques
EN 10269, Aciers et alliages de nickel pour éléments de fixation utilisés à température élevée et/ou basse
température
3)
NACE MR 0175 , Standard material requirements, Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oilfield
equipment
NEMA Standards Publication 250-1997, Enclosures for Electrical Equipment (10 000 Volts Maximum)
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
capacité
quantité de gaz aspirée dans le compresseur aux conditions d’aspiration spécifiées, et comprimée et libérée à la
pression de refoulement spécifiée
NOTE 1 Elle est exprimée en unités de débit-masse ou de débit-volume normal.

2) American Society of Mechanical Engineers, 345 East 47th Street, New York, NY 10017, USA.
3) National Association of Corrosion Engineers, P.O. Box 218340, Houston, TX 77218-8340, USA.
NOTE 2 La capacité d'un compresseur ne comprend pas toute fuite de gaz hors du compresseur au cours de la
compression, ni toute fuite d'air à l'intérieur d'un compresseur utilisé comme pompe à vide.
3.2
charge combinée sur la tige
somme algébrique de la charge de gaz et de la force d'inertie s’exerçant sur la goupille de la crosse
3.2.1
charge de gaz
force résultant de la pression différentielle du gaz agissant sur la zone différentielle du piston
3.2.2
force d'inertie
force résultant de l'accélération de la masse à mouvement alternatif
NOTE La force d'inertie relative à la goupille de crosse est la somme des produits de toutes les masses à mouvement
alternatif (ensemble piston et tige, et ensemble de la crosse, y compris la goupille) et de leur accélération respective.
3.3
capacité spécifiée par le constructeur
capacité utilisée par le fabricant pour dimensionner le compresseur
3.4
charge combinée continue maximale admissible sur la tige
charge combinée maximale exercée sur la tige, pour laquelle aucune des forces exercées sur les organes de
roulement et sur le bâti-support du compresseur n’est supérieure aux valeurs limites spécifiées pour chaque
composant par le constructeur du compresseur pour un fonctionnement ininterrompu
NOTE Les organes de roulement comprennent le piston, la tige de piston, la crosse, la bielle, le vilebrequin, les paliers,
etc.
3.5
vitesse maximale admissible
vitesse maximale pour laquelle la conception du constructeur permet un fonctionnement ininterrompu
3.6
température maximale admissible
température maximale continue pour laquelle le constructeur a conçu l'équipement (ou tout élément auquel le
terme se rapporte), lorsqu’il traite le fluide spécifié à la pression spécifiée
3.7
pression maximale admissible de service
pression manométrique maximale continue pour laquelle le constructeur du compresseur a conçu l'équipement (ou
tout élément auquel le terme se rapporte) lorsqu’il traite le fluide spécifié à la température spécifiée
3.8
vitesse minimale admissible
vitesse minimale pour laquelle la conception du constructeur permet un fonctionnement ininterrompu
3.9
point de fonctionnement normal
point au niveau duquel le fonctionnement normal est prévu et l'efficacité optimale est souhaitée
NOTE Ce point est généralement le point au niveau duquel le constructeur certifie que les performances sont comprises
dans les limites de tolérance spécifiées dans la présente Norme internationale.
3.10
pression de refoulement spécifiée
pression maximale requise pour satisfaire aux conditions spécifiées par l'acheteur pour le service prévu
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3.11
puissance spécifiée
〈du compresseur〉 puissance maximale requise par le compresseur et les équipements auxiliaires entraînés
mécaniquement, quelles que soient les conditions de fonctionnement spécifiées
NOTE La puissance spécifiée tient compte de l’effet des équipements, tels que les dispositifs de suppression des
pulsations, la canalisation de procédé, les refroidisseurs intermédiaires et les séparateurs. Les pertes dues à l'entraînement et à
la transmission ne sont pas comprises dans la puissance spécifiée du compresseur. Les pertes subies au niveau des paliers
extérieurs (par exemple tels que les paliers d'appui des volants d'inertie de grande dimension) sont prises en compte.
3.12
vitesse spécifiée
vitesse maximale requise pour satisfaire chacune des conditions de fonctionnement spécifiées
3.13
capacité requise
capacité spécifiée par l'acheteur afin de satisfaire aux conditions du procédé, une condition «sans tolérance
négative» (STN) étant admise
3.14
renversement de la course de la tige
inversion du sens de la force au niveau de la charge exercée sur la tige du piston (tension à compression ou
inversement), entraînant une inversion de la charge au niveau de la goupille de la crosse durant chaque tour
3.15
débit normal
débit à une pression absolue de 0,101 3 MPa (1,013 bar) et à une température de 0 °C
NOTE Il est exprimé en unités de débit-volume.
4 Exigences réglementaires
L'acheteur doit spécifier toutes les réglementations applicables. L'acheteur et le vendeur doivent déterminer
conjointement les mesures à prendre pour que l'équipement soit conforme aux réglementations qui lui sont
applicables.
Il est recommandé d’éviter l’emploi de l’expression «de calcul» dans les spécifications de l’acheteur.
5 Exigences générales concernant l’assemblage
5.1 Courbes de performances relatives à l’assemblage du compresseur
� Lorsque cela est spécifié, les courbes de performances relatives à l’assemblage du compresseur doivent couvrir
l'étendue des conditions de fonctionnement indiquée par l'acheteur. Toutes les limitations telles que les charges
exercées sur la tige, la puissance d'entraînement disponible, les surfaces de dégagement supplémentaires
nécessaires pour satisfaire l'étendue des conditions de fonctionnement, etc., doivent être portées sur les courbes
de performances.
5.2 Disposition générale de l’assemblage
La disposition générale des éléments d’assemblage doit être étudiée par le vendeur afin de garantir un accès
suffisant pour les besoins d'exploitation et d'entretien.
5.3 Plans
� Le vendeur doit fournir des plans de niveau et d’altitude. L'acheteur peut spécifier l'utilisation de plans
d’approbation de préfabrication ou de plans complémentaires.
5.4 Niveau de pression acoustique
� Le contrôle du niveau de pression acoustique de l’ensemble des équipements fournis doit faire l'objet d’une
collaboration entre l'acheteur et le vendeur. Lorsque cela est spécifié, les équipements fournis par le vendeur ne
doivent pas dépasser le niveau de pression acoustique maximal requis par l'acheteur.
5.5 Classification de zones électriques
� Les moteurs, les composants électriques et les installations électriques doivent satisfaire à la classification de
zones spécifiée par l'acheteur et aux exigences de la CEI 60079 et des autres normes spécifiées par l'acheteur, et
ils doivent également être conformes à l'ensemble des codes et règlements locaux applicables.
5.6 Installation d'assemblage
� L'acheteur doit préciser les conditions du site d'installation (altitude, température ambiante, etc.), et si l’installation
est effectuée en intérieur (chauffé ou non chauffé) ou en extérieur (avec ou sans toit), ainsi que les conditions
climatiques et d’environnement dans lesquelles l'équipement doit fonctionner (y compris les températures minimale
et maximale et les conditions inhabituelles d'humidité ou de poussières). L'appareil et ses équipements auxiliaires
doivent pouvoir fonctionner dans ces conditions spécifiées. L'acheteur doit préciser les limitations de dimension,
lorsqu'elles existent.
5.7 Analyse des torsions
� Le vendeur doit fournir un système résistant aux déformations de torsion et doit procéder à une analyse à l'appui.
Lorsque cela est spécifié, un rapport d'analyse des torsions doit être fourni, et le vendeur doit collaborer avec les
constructeurs du compresseur et de l’organe moteur à la réalisation de ce rapport.
6 Compresseur
6.1 Généralités
6.1.1 Capacité spécifiée par le constructeur
La dimension du compresseur doit être telle qu'il puisse au minimum fonctionner à la capacité requise avec la
composition de gaz, les pressions d'aspiration, les températures d'aspiration, les pressions de refoulement et les
conditions sur site spécifiées par l'acheteur. Le nombre d'étages de compression doit s'adapter aux limitations de
pression ainsi qu'aux ajouts ou aux retraits de gaz, tels que spécifiés. La conception de l’équipement assemblé doit
également autoriser toutes les chutes de pression observées au niveau des séparateurs, dispositifs de
suppression des pulsations (lorsqu'ils existent), refroidisseurs et canalisations, entre la bride d’aspiration et la bride
de refoulement de l'unité.
6.1.2 Calculs de la performance
Le vendeur doit utiliser les valeurs de débit-masse spécifiées, la composition de gaz spécifiée ainsi que l'état des
gaz pour calculer la masse molaire moyenne, le rapport des chaleurs massiques (c /c ), les facteurs de
p V
compressibilité (z) et le débit-volume d’aspiration. Le vendeur du compresseur doit indiquer les valeurs qu'il a
retenues sur les fiches techniques accompagnées de sa proposition et doit les utiliser pour calculer les données
relatives à la performance.
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6.1.3 Dimension du compresseur
� Lorsque cela est spécifié, le compresseur doit être fourni avec des cylindres qui, lorsqu'ils fonctionnent aux
conditions de fonctionnement spécifiées, doivent charger, dans la mesure où la pratique le permet, le moteur à gaz
jus
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