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ENSA4/GPEE/2017-2018 Rapport du Projet de Fin d’Année Présenté par Oumalher BAC

ENSA4/GPEE/2017-2018 Rapport du Projet de Fin d’Année Présenté par Oumalher BACHIR ABDOU Khaoula HATIMI Spécialité : Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement Thème : Efficacité énergétique : Mise à niveau énergétique des compresseurs, des turbines et des conduits de distribution d’air comprimé Encadré par : Entreprise : Pr S. SENHAJI, Encadrant à l’ENSA M. Yassine ALJ, Encadrant à l’Entreprise i Dédicaces Nous dédions ce modeste travail A nos parents A nos frères et sœurs Merci de nous avoir toujours supportées dans nos décisions. Merci pour tout votre amour, votre confiance, votre patience et tous les conseils que vous nous avez prodigués durant notre cursus scolaire et universitaire. A nos oncles, tantes, cousin(e)s et ami(e)s qui ont toujours été à nos côtés. A tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à notre réussite et qui, nous espérons, nous aideront dans la poursuite de nos études. Nous vous adressons nos plus profondes gratitudes. ii Remerciements Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, il apparaît opportun de commencer ce rapport par des mots de remerciements à l’endroit de ceux qui nous ont beaucoup guidée, qui nous ont fait bénéficier de leurs expériences, qui nous ont appris à lier la théorie à la pratique au cours de ce stage. Nos remerciements vont à l’endroit de notre encadrant pédagogique, Pr Saliha SENHAJI, pour ses conseils et ses remarques constructives, ainsi que toute l’équipe pédagogique de l’Ecole Nationale des Sciences Appliquées d’Agadir. Nous tenons également à remercier notre maître de stage, M. Yassine ALJ, pour l’accueil, la confiance et tous les conseils et informations qu’ils ont bien voulu nous donner afin que ce stage se passe dans les meilleures conditions. Nous remercions également les professeurs membres du jury d’avoir accepté de juger ce travail. iii Liste des tableaux Tableau 1 : Caractéristiques courantes des compresseurs alternatifs ...................................... 10 Tableau 2: Caractéristiques courantes des compresseurs rotatifs............................................. 11 Tableau 3 : Caractéristiques courantes des turbocompresseurs .............................................. 13 Tableau 4 : Caractéristiques courantes des compresseurs alternatifs ....................................... 18 Tableau 5 : Programme d’inspection et d’entretien des compresseurs .................................... 24 Tableau 6 : Programme d’inspection et d’entretien des turbines ............................................. 35 Tableau 7 : Etude de cas 1 compresseur................................................................................... 39 Tableau 8 : Etude de cas 2 compresseur................................................................................... 40 Tableau 9 : Quantité type d’énergie d’entrée consommée par les composants du .................. 44 Tableau 10 : Débit de fuites et cout en fonction du diamètre de trou ...................................... 45 Tableau 11 : Economie d'énergie réalisée sur le réseau d'air comprimé n = 4 ......................... 45 Tableau 12: Economie d'énergie réalisée sur le réseau d'air comprimé n = 2 .......................... 45 Tableau 13: Economie d’énergie réalisée sur récupération de la chaleur produite par le refroidisseur d’huile d’une turbine à gaz .................................................................................. 46 Tableau 14: Economie annuelle réalisée sur récupération de la chaleur produite par le refroidisseur d’huile d’une turbine à gaz .................................................................................. 47 iv Liste des Figures : Figure 1 : Schéma du processus de compression ....................................................................... 5 Figure 2: Schéma simplifié du système de compression ............................................................ 8 Figure 3: Types de compresseurs ............................................................................................... 9 Figure 4 : Compresseur centrifuge ........................................................................................... 12 Figure 5 : Types de réseaux de distribution.............................................................................. 13 Figure 6 : Types de turbines ..................................................................................................... 15 Figure 7: Schéma turbine à condensation................................................................................. 16 Figure 8 : Schéma turbine à contre-pression ............................................................................ 16 Figure 9: Schéma d’une turbine à un seul ............................................................................... 17 Figure 10: Schéma d’une turbine à un ..................................................................................... 18 Figure 11 : Catégories de possibilités d’économie d’énergie................................................... 20 Figure 12: Appareil de détection de fuites par ultrason ........................................................... 22 Figure 13: Rendement type à charge partielle avec vannes auxiliaires .................................... 34 v Liste des abréviations BP : Basse pression Clean Tech : représente les techniques et les services industriels qui utilisent les ressources naturelles, l’énergie, l’eau, les matières premières dans une perspective d’amélioration importante de l’efficacité et de la productivité fa1 ; fa2 : Débits initial et corrigé h0 ; hi : Enthalpies de la vapeur d’alimentation et de la vapeur d’échappement HP : Haute pression P1 ; P2 : Pressions initiale et corrigée Pi ; Pd : Pressions à l’aspiration et au refoulement T1 ; T2 : Températures initiale et corrigée V1 ; V2 : Volumes initiale et corrigée Veqi ; Veqf : Volume d’air équivalent initial et final Wtoc1;Wtoc2 : Puissances d’entrée initiale et corrigée de la turbine vi Résumé Les plus hautes visions stratégiques du Maroc, ont stimulé l’innovation auprès des jeunes entreprises marocaines opérant dans le domaine de la clean Tech (qui représente les techniques et les services industriels qui utilisent les ressources naturelles, l’énergie, l’eau, les matières premières dans une perspective d’amélioration importante de l’efficacité et de la productivité). C’est dans ce contexte que l’entreprise ECOTAQA SERVICES dans laquelle nous avons effectués notre stage et travaillant dans le domaine des énergies renouvelables et de l’efficacité énergétique a pu voir le jour et intégrer l’Ecosystème national avec des empreintes très remarquables. Le sujet du travail qui nous a été confié était la mise à niveau énergétique des compresseurs, des turbines et des réseaux de distribution d’air comprimé avec des études de cas. Pour mener à bien ce travail, nous avons commencé par parler de quelques généralités sur les systèmes de compression et les turbines afin de nous familiariser avec ces installations. Puis nous avons proposé quelques possibilités de gestion de l’énergie pour le circuit de distribution d’air comprimé, les compresseurs et les turbines. Par la suite nous sommes passés aux études de cas pour lesquelles nous avons commencé par une étude de performance et/ou une étude financière, une analyse des résultats de l’étude, une interprétation et enfin la proposition d’une ou de plusieurs solutions qui pourraient être rentable dans chacune des études de cas. vii Abstract The highest strategic visions of Morocco have stimulated innovation among young Moroccan companies operating in the field of clean tech (which represents the techniques and industrial services that use natural resources, energy, water, raw materials in a perspective of significant improvement in efficiency and productivity). It is in this context that the company ECOTAQA SERVICES working in the field of renewable energies and energy efficiency in which we conducted our internship and has been created and integrate the National Ecosystem with very remarkable footprints. The subject of the work entrusted to us was the energy upgrade of compressors, turbines and compressed air distribution networks with case studies. To complete this work, we began by talking about some generalities about compression systems and turbines in order to familiarize ourselves with these installations. Then we proposed some energy management options for the compressed air distribution system, compressors and turbines. Subsequently we went to the case studies for which we started with a performance study and / or a financial study, an analysis of the results of the study, an interpretation and finally the proposal of one or more solutions that could be cost-effective in each of the case studies. Table des matières Dédicace ..................................................................................................................................... i Remerciements ......................................................................................................................... ii Liste des tableaux .................................................................................................................... iii Liste des figures ...................................................................................................................... iv Résumé ...................................................................................................................................... v Abstract ................................................................................................................................... vi Introduction générale................................................................ 1 Chapitre I : Présentation de l’entreprise d’accueil ................... 3 I. Création ........................................................................................................................... 3 II. Activités........................................................................................................................ 3 III. Missions........................................................................................................................ 4 Chapitre II : Généralités sur les systèmes de compression et les turbines................................................................................ 5 I. Les compresseurs ............................................................................................................. 5 1. Qu’est ce que l’air comprimé ? ..................................................................................... 5 2. Utilités et avantages de l’air comprimé ......................................................................... 6 3. Système d’air comprimé ............................................................................................... 6 4. Les types compresseurs ................................................................................................ 9 II. Les turbines ................................................................................................................ 14 1. Les turbines à vapeur ................................................................................................. 15 2. Les turbines à gaz ....................................................................................................... 17 Chapitre III : Possibilités de gestion de l’énergie .................. 20 I. Possibilités de gestion de l’énergie au niveau des compresseurs ....................................... 20 1. Possibilité de maintenance .......................................................................................... 21 2. Possibilité d’amélioration de coût modique .................................................................. 26 3. Possibilité de rénovation.............................................................................................. 27 II. Possibilités de gestion de l’énergie au niveau des réseaux de distribution d’air comprimé ..... 30 III. Possibilités de gestion de l’énergie au niveau des turbines ............................................... 32 1. Possibilités de maintenance ......................................................................................... 33 2. Possibilités d’amélioration de cout modique ................................................................ 35 3. Possibilité de rénovation.............................................................................................. 37 Chapitre IV : Etudes de cas .................................................... 39 I. Cahier des charges ......................................................................................................... 39 II. Etude d’un compresseur................................................................................................. 39 1. Analyse de performance ................................................................................................. 39 2. Interprétation ............................................................................................................. 42 3. Solutions ..................................................................................................................... 42 III. Etude d’un réseau de distribution d’air comprimé ..................................................... 44 1. Problème .................................................................................................................... 44 2. Interprétation et solution ............................................................................................ 46 IV. Etude d’une turbine.................................................................................................... 46 1. Problème .................................................................................................................... 46 2. Solution....................................................................................................................... 47 Conclusion .............................................................................. 48 1 Introduction générale L’énergie représente pour le Maroc une ressource de plus en plus rare et chère, qui freine sa dynamique de croissance économique d’une manière générale et réduit la compétitivité des entreprises industrielles en particulier. Issue de sources des plus diverses et utilisée à des fins très hétérogènes, l’énergie joue un rôle clé pour les entreprises industrielles à l’échelle mondiale. Bien que le coût de l’énergie s’accroisse à mesure que les ressources non renouvelables s’épuisent, la bonne nouvelle reste qu’une réduction de la uploads/Geographie/ gp-pfa-bachir-abdou-oumalher-hatimi-khaoula-18-pdf.pdf