Soutenance mémoire
Etapes de fabrication du ciment
Cahier des charges du projet
Le système d’injection de grignons d’olive représente une émanation du projet Alternatifs Fuels (AF) au sein de Lafarge Meknès, projet phare et de grande envergure, et qui se fixe comme objectif l’atteinte de 25% de combustion en AF en fin 2015, et par la suite l’amélioration du prix de revient. Toutefois, et comme il s’agit d’un nouveau projet, l’installation de grignons d’olive du Four 1 subit des arrêts répétitifs et quotidiens et dont les causes sont encore non dévoilées pour les responsables du projet. Ce qui justifie la raison d’être de notre projet industriel de fin d’études, et met en évidence la nécessité de la fiabilisation du système. Une fiabilisation qui permet de recenser les défaillances des composants de ce dernier, dans un premier temps, de les évaluer pour ensuite dégager les actions correctives indispensables. Cette maîtrise de la combustion en AF représentera par la suite la clé, pour entamer l’étude de la deuxième installation d’injection de GO pour le Four 2, installation qui traduit l’ambition d’augmenter d’avantage le taux de substitution et de diminuer simultanément le taux d’émission des GES.
Description du système d’injection de GO
L’installation d’injection de GO est située en aval du Four 1 et liée à ce dernier par biais de la tuyère d’injection de combustible. Son rôle est, en effet, de participer, à côté du système d’injection du fuel et de coke de pétrole, à l’alimentation du Four 1 en combustible. Le GO stocké dans la trémie, passe par un doseur à bande régulé à 2tonnes/h, ensuite, il est évacué dans le distributeur alvéolaire pour être transmis au propulseur. Un débit d’air injecté par le surpresseur, assure son acheminement vers la conduite d’injection et par la suite vers la tuyère, pour être, enfin, injecté dans le Four 1. Ainsi, dans la vision de fiabiliser cette installation, nous devons décortiquer ses constituants et décrire leur fonctionnement, ce qui fera objet du paragraphe suivant.
DIAGNOSTIC ET ANALYSE DE L’EXISTANT
Nous visons, à travers ce deuxième chapitre, le diagnostic de notre installation d’injection du combustible solide. Dans ce dessin, notre chapitre sera enchainé comme suit : Nous allons, dans un premier lieu, élaborer le plan de l’installation par biais du logiciel CATIA. Ensuite, nous allons dégager l’ensemble des défaillances à travers une construction d’historique des pannes, une étude de management de risques via la méthode Hazop et un calcul de fiabilité par biais du Logiciel Weibull++ donnée en annexe 12. Cette analyse de l’existant sera suivie, par un calcul de débit du distributeur alvéolaire, et des pertes de charges de la conduite d’injection.
Définition de la méthode Hazop
La méthode Hazop (Hazard Operability and exploibility) est une analyse exhaustive des dysfonctionnements d’une installation comportant des circuits fluides ou un écoulement de matière. L’analyse Hazop se base sur les variations des paramètres de fonctionnement. Ces paramètres sont : Débit, Pression, Température, Niveau, Composition. La méthode Hazop a été développée par la société « Imperial Chemical Industries » (ICI) au début des années 1970. Elle a depuis été adaptée dans différents secteurs d’activité. Considérant de manière systématique les dérives des paramètres d’une installation en vue d’en identifier les causes et les conséquences, cette méthode est particulièrement utile pour l’examen de thermo-hydrauliques, pour lesquels des paramètres comme le débit, la température, la pression, le niveau, la concentration… sont particulièrement importants pour la de l’installation.
On s’intéresse à l’influence des déviations par rapport à leurs valeurs nominales des divers paramètres physiques régissant le procédé. Hazop suit une procédure assez semblable à celle proposée par l’AMDE. L’Hazop ne considère plus des modes de défaillances mais les dérives potentielles (ou déviations) des principaux paramètres liés à l’exploitation de l’installation. De ce fait, elle est centrée sur l’installation à la différence de l’AMDE qui est centrée sur les composants. Une caractéristique fondamentale de la méthode est sa mise en oeuvre en équipe pluridisciplinaire. Pour stimuler le processus de réflexion créative des mots clés, représentant des déviations sont utilisées : plus, moins, pas, etc. Ces dernières sont ensuite passées en revue afin de mettre en évidence leurs causes, leurs conséquences et les actions correctives nécessaires. Les déviations potentiellement dangereuses sont par la suite hiérarchisées selon le couple (gravité, fréquence) afin de déterminer les actions futures à engager.
Justification du choix de la méthode Hazop En effet, pour le choix de la méthode d’analyse des risques opérationnels – que nous avons défini auparavant comme étant l’arrêt du système d’injection de GO – plusieurs méthodes acquises au cours de management des risques se sont présentées à savoir : la méthode AMDEC, la méthode Delphi, la méthode Mads Mosar ; la méthode Hazop, etc. Toutefois, et en analysant de près notre système d’injection de grignons d’olive, nous avons constaté que : En premier, le système est régit par un ensemble de paramètres par exemple le débit d’injection de GO et par la suite une maitrise de ces paramètres est indispensable. En deuxième, nous nous intéressons à la fiabilisation de toute l’installation et non de celle de ses composants. En troisième, une méthode systémique telle que Hazop offre une meilleure approche de management des risques. De tous ces faits, découle le choix de la méthode Hazop.
Concepts généraux de la fiabilité
L’analyse de la fiabilité constitue une phase indispensable dans toute étude de sûreté de fonctionnement. A l’origine, la fiabilité concernait les systèmes à haute technologie (centrales nucléaires, aérospatial). Aujourd’hui, la fiabilité est devenue un paramètre clé de la qualité et d’aide à la décision, dans l’étude de la plupart des composants, produits et processus : Transport, énergie, bâtiments, composants électroniques, composants mécaniques, etc. De nombreux industriels travaillent à l’évaluation et l’amélioration de la fiabilité de leurs produits au cours de leur cycle de développement, de la conception à la mise en service (conception, fabrication et exploitation) afin de développer leurs connaissances sur le rapport Coût/Fiabilité et maîtriser les sources de défaillance.
L’analyse de la fiabilité dans le domaine de la mécanique est un outil très important pour caractériser le comportement du produit dans les différentes phases de vie, mesurer l’impact des modifications de conception sur l’intégrité du produit, qualifier un nouveau produit et améliorer ses performances tout au long de sa mission. En mécanique, l’analyse de la fiabilité apporte des réponses à plusieurs interrogations : Quels sont les composants qui provoquent la panne du système mécanique ? Quelles sont les influences des incertitudes sur les données, en particulier sur la performance du produit ? Quel niveau de contrôle de qualité doit-on satisfaire ? Quelles sont les paramètres qui interviennent dans le dimensionnement de la structure pour une précision donnée? Comment optimiser l’utilisation du matériel ? Etc.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : CONTEXTE GENERAL DU PROJET
1.1. Introduction
1.2. Présentation du groupe LAFARGE
1.2.1. Groupe LAFARGE
1.2.2. Historique de LAFARGE Maroc
1.2.3. Organigramme de LAFARGE Maroc
1.2.4. Usine LAFARGE Meknès
1.2.5. Fiche signalétique
1.2.6. Présentation des services de LAFARGE de Meknès
1.2.7. Organigramme de l’usine de Meknès
1.3. Procédés de fabrication du ciment
1.3.1. Définition du ciment :
1.3.2. Différents types de ciments :
1.3.3. Etapes de fabrication du ciment
1.4. Cahier des charges du projet
1.4.1. Problématique
1.4.2. Description du système d’injection de GO
1.4.3. Objectif et contraintes
1.4.4. Périmètre et parties prenantes
1.5. Démarche adaptée
1.6. Conclusion
CHAPITRE 2 : DIAGNOSTIC ET ANALYSE DE L’EXISTANT
2.1. Introduction
2.2. Schéma de l’installation d’injection de grignons d’olive
2.3. Analyse de défaillances : Hazop
2.3.1. Objectif
2.3.2. Définition de la méthode Hazop
2.3.3. Domaine d’application de la méthode Hazop
2.3.4. Les phases de la méthode Hazop
2.3.5. Justification du choix de la méthode Hazop
2.3.6. Application de la méthode Hazop
2.4. Calcul de fiabilité
2.4.1. Concepts généraux de la fiabilité
2.4.2. Fonction de fiabilité ou fonction de survie
2.4.3. Temps moyen de bon fonctionnement
2.4.4. Principales lois de la fiabilité
2.4.5. Recueils de données de fiabilité
2.4.6. Choix de la loi de fiabilité
2.4.7. Justification du choix de la loi de Weibull
2.4.8. Les paramètres de la loi de Weibull
2.4.9. Calcul de la fiabilité de l’installation d’injection du GO
2.5. Calcul du débit du distributeur alvéolaire
2.6. Calcul des pertes de charges dans la conduite d’injection
2.7. Conclusion
CHAPITRE 3 : FIABILISATION DU SYSTEME D’INJECTION DE GO
3.1. Introduction
3.2. Plan d’actions de la fiabilisation
3.3. Mise en place du chantier de fiabilisation
3.3.1. Proposition d’un système de criblage automatique
3.3.2. Amélioration du débit d’injection
3.3.3. Elaboration du plan de maintenance
3.3.4. Application de la méthode DAME
3.4. Estimation de la nouvelle fiabilité du système d’injection de GO
3.5. Conclusion
CHAPITRE 4: CHOIX DE COMPOSANTS ET ETUDE ECONOMIQUE ECOLOGIQUE
4.1. Introduction
4.2. Choix des composants de l’installation d’injection de GO pour le Four 2
4.2.1. Choix de la trémie
4.2.2. Choix du doseur
4.2.3. Choix du sas
4.2.4. Dimensionnement du surpresseur
4.2.5. Choix de la conduite d’injection
4.2.6. Proposition d’une mise en place du tamis vibrant
4.3. Etude économique
4.3.1. Objectif
4.3.2. Données recueillies
4.3.3. Exploitation de données
4.4. Etude écologique
4.4.1. Objectif
4.4.2. Bilan d’émission de GES
4.5. Conclusion
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
GLOSSAIRE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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