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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE SAAD DAHLAB DE BLIDA 1 FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE MECANIQUE Projet de Fin d’Etudes Pour l’obtention du Diplôme de Master en Energétique Etude et dimensionnement d’une installation frigorifique pour une usine de production de pizzas fraiches et surgelées ainsi que de viennoiseries surgelées Encadré par : Pr Abdelkader HAMID Réalisé par : AFIF Ouissam Affaf Proposé par : YOUCEFI Affaf Mr Jean-François MICHEL Année universitaire 2018/2019 Remerciements : En premier lieu, on remercie Dieu tout puissant de nous avoir donné la force et la patience pour mener à bien ce travail. On tient à remercier vivement notre encadreur Pr HAMID.A pour sa disponibilité et son aide tout au long de ce travail. On remercie aussi nos honorables jurés d’avoir accepté d’examiner notre travail, Mr SEMMAR, Mr LAFRI, Mr DOUMAZ On tient tout particulièrement à remercier Mme Laurence MICHEL, directrice associé d’AGRO-Ingénierie, de nous avoir ouvert les portes de son cabinet, de sa bienveillance et de sa disponibilité, ainsi que Esma TEBIB, Architecte et Chef de projet, pour ses conseils, ses orientations et son aide, sans oublier l’ensemble de l'équipe d’AGRO-ingénierie pour leur professionnalisme et leur gentillesse, nous avons été honorer de faire partie de votre équipe durant les deux mois de notre sage. Nos vifs remerciements vont à Mr Jean François MICHEL, notre maitre de stage, et directeur au sein d’AGRO-Ingénierie, ainsi qu’a Mr Francis MASSON, Consultant Expert en énergie et agro-industrie, qui nous ont accordé leurs temps précieux et ceci malgré leurs nombreuses obligations, et qui ont partagé avec nous leurs expériences et leurs passion pour le domaine de l’agroalimentaire. On remercie tous les enseignants du département génie mécanique, qui nous ont transmis au cours de notre cursus universitaire, le savoir sans le quel ce travail n’aurait pas vu le jour. Aussi on tient à exprimer nos remerciements à toute l’équipe du CCU Sciences Technologies, où nous avons effectué l’ensemble de nos recherches, pour leur accueille chaleureux, leur écoute, leur aide et leur efficacité. Nous remercions également les membres du jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à notre travail, en acceptant de l’examiner et de l’enrichir par leurs propositions. Comme nous remercions toutes personnes ayant contribué de prés ou de loin à enrichir notre étude. Dédicace « La réussite n’est pas définitive, L’échec n’est pas fatal : C’est le courage de continuer qui compte » Winston Churchill Du plus profond de mon cœur, je dédie ce travail à tous ceux qui me sont cher : Mes parents, Mon frère et mes sœurs, A toute ma grande famille, A tous mes amies, A tous ceux qui par un geste, un sourire, ou un ‘Douaa’ ont contribué à l’élaboration de cette œuvre. Et enfin à celui présent dans mon cœur ma moitié ‘Anis’. Avec toute ma reconnaissance AFFAF Dédicaces A ma maman qui a toujours cru en moi, et ma grand-mère la deuxième femme de ma vie, A mon père pour son soutien et ses sacrifices, A mes sœurs, Biba et Nina, A ma grande famille, avec tout mon amour, A ma Patrie, en lui souhaitant le meilleur « Les questions de méthode priment toutes les autres » René DECARTE A mes enseignants et à mes formateurs, en espérant avoir été à la hauteur de leurs savoirs précieux et leurs efforts A mon Oncle, Ahmed RABHI, qui m’a transmis l’amour et la passion de l’ingénierie, A l’ingénieur Mohamed BLASI, dont la méthodologie reste un exemple pour moi, A l’équipe du CCU science technologie, ma deuxième maison, aux belles rencontres, au partage, et en particulier aux Pères Sanchez et Desigaux, pour leur écoute et leur soutien, A mon équipe au sein de STCCO, avec qui j’ai tant partagé, A mes amis qui m’ont supporté dans les périodes les plus stressantes, J’ai eu la chance, dans mon parcours, de rencontrer des gens exceptionnels, qui ont beaucoup partagé avec moi et enrichi mes connaissances, je leurs dédis ce travail. Avec toute ma gratitude, Ouissam 1 Sommaire Résumé : ................................................................................................................................8 Introduction: ......................................................................................................................... 10 Chapitre I : GENERALITES SUR LE FROID INDUSTRIEL .............................................. 12 I..1 Introduction au froid industriel : .................................................................................... 13 I.2 Techniques de production du Froid : ............................................................................. 13 I.3 Éléments de base d’une installation frigorigène : ........................................................ 13 I.4 Fonctionnement d’une machine frigorifique : ............................................................. 15 I.5 Fluides frigorigènes : .................................................................................................... 16 I.6 Systèmes directs et indirects :..................................................................................... 19 I.7 Conditions de conservation des aliments : .................................................................. 20 Chapitre II : PRESENTATION DU PROJET ....................................................................... 24 II.1 Présentation d’Agro Ingénierie : ................................................................................... 25 II.2 Etapes de déroulement d’un projet : .............................................................................. 25 II.3 Présentation du projet : ................................................................................................. 27 Chapitre III : BILAN FRIGORIFIQUE ................................................................................ 34 III.1 BILAN THERMIQUE D'UNE INSTALLATION : ................................................... 35 III.2 Détermination des charges externes : ......................................................................... 36 III.3 Charges thermiques internes : .................................................................................... 38 III.4 Installations commerciales: ........................................................................................ 42 III.5 Charge thermique globale ....................................................................................... 42 III.6 Le calcul de la puissance frigorifique nécessaire :...................................................... 42 III.7 Isolation d’une chambre froide : ................................................................................. 43 III.8 Conditions à l’intérieur de l’usine : ............................................................................ 44 III.9 Calcul du bilan Frigorifique : ..................................................................................... 45 2 III.10 CF produits fini frais : ............................................................................................ 45 III.11 CF produits fini congelé : ....................................................................................... 49 III.12 Comparaison des résultats : ....................................................................................... 53 Chapitre IV :DIMENSIONNEMENT DES ORGANES PRINCIPAUX DE L’INSTALLATION ............................................................................................................. 57 IV.1 Choix de l’installation : .......................................................................................... 58 IV.1.1 Système direct et système indirecte : ................................................................... 58 IV.1.2 Principe de l’installation choisie :........................................................................ 59 IV.1.3 Choix du fluide frigorigène : ............................................................................... 59 IV.1.4 Caractéristique de l’ammoniac: .......................................................................... 59 IV.1.5 Calcul des performances thermodynamique : ...................................................... 60 IV.1.6 Choix du fluide Frigoporteur : ............................................................................. 61 IV.2 Dimensionnement des principaux composants de l’installation : ............................. 63 IV.2.1 Le compresseur : ............................................................................................. 63 IV.2.2 L’évaporateur : ................................................................................................ 64 IV.2.3 Le condenseur : ............................................................................................... 64 IV.2.4 Le détendeur : ................................................................................................. 65 IV.3 Calcul de la puissance nécessaire pour le froid positive : ........................................ 65 IV.3.1 Calcul thermique de l’installation frigorifique : ............................................... 65 IV.3.2 Régime de fonctionnement : ............................................................................ 66 IV.3.3 Calcul des performances thermodynamique : ................................................... 68 IV.3.4 Dimensionnement des principaux composants de l’installation : ...................... 69 IV.4 Calcul de la puissance nécessaire pour le froid négative : ....................................... 73 IV.4.1 Calcul thermique de l’installation frigorifique : ............................................... 73 IV.4.2 Calcul des performances thermodynamique : ................................................... 75 IV.4.3 Dimensionnement des principaux composants de l’installation : ...................... 76 3 IV.5 Mesure de sécurité à prendre en considération :.......................................................... 79 Conclusion : ......................................................................................................................... 80 Bibliographie ........................................................................................................................ 82 Annexes ............................................................................................................................... 86 4 Liste des figures : Figure I.1: Eléments principaux d'une installation frigorigène. ............................................. 14 Figure I.2: Diagramme P-H d'une machine frigorifique........................................................ 15 Figure II.1: Vue en 3D du bâtiment de production. .............................................................. 28 Figure II.2: Division du terrain du projet ............................................................................. 28 Figure II.3: Etapes de productions de pizzas surgelées. ........................................................ 31 Figure II.4: Etapes de production de viennoiseries surgelées................................................ 32 Figure II.5 : Classification des besoins en froid du bâtiment de production .......................... 33 Figure III.1: Isolation du sol et parois sandwich ................................................................. 43 Figure III.2 : Introduction des données de la CF -................................................................ 54 Figure III.3 : Résultats de la CF - calculés par le logiciel INTRACON ................................ 54 Figure III.4: Introduction des données de la CF + ................................................................ 55 Figure III.5: Résultats de la CF + calculés par le logiciel INTRACON ................................ 55 Figure IV.1 : schéma de l'installation proposé ...................................................................... 63 Figure IV.2: Eléments principaux d'une installation frigorigène ........................................... 66 Figure IV.3: Représentation de l’installation sur le diagramme enthalpique . ....................... 67 Figure IV.4 : Système bi-étagé ............................................................................................ 73 Figure IV.5 : Représentation de l’installation sur le diagramme enthalpique. ....................... 74 Figure IV.6 : schéma de l'installation avec les puissances des machines............................... 78 5 Liste des tableaux : Tableau I.1: Classification des fluides frigorigènes. ............................................................. 17 Tableau I.2: Conditions de conservation d'aliments réfrigérés . ............................................ 22 Tableau I.3: Durée de conservation des aliments surgelés en fonction de leur température de stockage. .............................................................................................................................. 23 Tableau IV.1: Propriétés du Monoéthylène-glycol en fonction de sa concentration .............. 62 Tableau IV.2:Caractéristique des différents points du cycle du R717. .................................. 67 Tableau IV.3: Les puissances nécessaires pour l’évaporateur de chaque chambre. ............... 69 Tableau IV.4 : Les puissances nécessaires pour l’évaporateur de chaque salle et couloirs. ... 70 Tableau IV.5: Caractéristiques des différents points du cycle. ............................................. 74 Tableau IV.6: Les puissances nécessaires pour l’évaporateur de chaque chambre. ............... 76 6 Nomenclature : Cp : Chaleur massique à pression constante (J/kg °C) e : Epaisseur (m) h : Enthalpie massique (J/kg) H : Hauteur (m) l : Largeur (m) L : Longueur (m) K : Coefficient global d’échange thermique (W/m² °C) m : Masse (kg) M : Masse molaire (g/mol) Ld : Chaleur de fermentation ou de dissociation chimique (kJ /kg) P : Puissance (W) qm : Débit massique (kg/s) S : Surface (m²) T : Température (K) V : Volume (m3) R : résistance thermique de la paroi en m2 .°C.W-1. W: Puissance unitaire des lampes en kW N : Nombre de personnes Q : quantité de chaleur 7 Symboles grecs φ : densité uploads/Geographie/ pfe-ychabeh-pdf.pdf