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Optimisation de la marche des ateliers du broyage ciment à Asment Temara Univer

Optimisation de la marche des ateliers du broyage ciment à Asment Temara Université Ibn Tofail Faculté des Sciences de Kénitra Département de Chimie Mémoire de Fin d’Etude Soutenu pour obtenir le diplôme de Master Spécialisé en Génie des Procédés Industriels Présenté Par Raja BENHDA Intitulé du projet Soutenu le 18/ 10/2019 devant le jury : Année universitaire : 2018-2019 Pr. Brahim SALLEK Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail Kénitra Président Pr. Amar HABSAOUI Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail Kénitra Rapporteur Pr. Said BOUZAKRAOUI Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail Kénitra Encadrant ii Dédicace A mes très chers parents, En témoignage de ma reconnaissance envers votre soutien, vos sacrifices et tous vos efforts fournis tout au long de ma vie. Je vous suis reconnaissante à jamais. Que dieu vous procure santé et sérénité. A mes sœurs et mes frères Qui m’ont toujours épaulée et soutenue. Merci d’avoir toujours cru en moi, merci de m’avoir toujours montré votre amour et votre affection sans limites. Meryem, Asmaa, Hind, Salma et Mohamed Je remercie Dieu d’avoir croisé mon chemin. A mes chères amies, Merci aux uns et aux autres pour tout ce que nous avons partagé. Je vous souhaite beaucoup de réussite. iii Remerciements Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont participé de différentes façons, de près ou de loin, à la réussite de ce stage, à l’élaboration de ce travail et plus particulièrement les personnes citées ci-dessous. L'équipe pédagogique et plus particulièrement mon encadrant Monsieur Bouzakraoui Said pour ses conseils, sa supervision ainsi que son soutien, son encouragement quant au travail à réaliser. L’ensemble des professeurs et des cadres administratifs du département Génie des procédés industriels, qui ont contribué dans une large mesure à notre formation au sein de la faculté des sciences-Ibn Tofail. Monsieur Sallek Brahim et Monsieur Habsaoui Amar pour avoir pris le temps et accepté de juger, d’évaluer mon travail. Monsieur Louza Abderrahman, mon parrain de stage qui a facilité mon insertion au sein de l’entreprise, qui m’a guidé tout au long du stage par ses informations abondantes et ses conseils précieux. Tous les employés de l'entreprise, en particulier Mr. ELothmani Otmane, toujours disponibles et bienveillants qui m’ont fait découvrir leurs postes, qui se sont montrés très disponibles pour répondre à toutes mes questions, sans le moindre mécontentement ou avarice. Je tiens également à remercier mes proches qui m’ont soutenue et supportés, pendant toutes ces années d’étude, plus particulièrement pendant ces deux dernières années à la faculté. iv Résumé L’objectif principal de mon projet de fin d’études est d’optimiser le coût de consommation électrique au niveau des ateliers de broyage ciment au sein d’Asment Temara. Au préalable, j’ai réalisé un bilan aéraulique qui m’a permis de calculer la quantité d’air faux dans les ateliers de broyage ciment BK2 et BK3. J’ai ensuite calculé les paramètres de marche du procédé, ce qui m’a permis, en les comparants avec les valeurs standards, de juger le fonctionnement des deux ateliers. Ensuite j’ai formulé quelques propositions pour résoudre les problèmes détectés dans le diagnostic de l'atelier de broyage ciment. Finalement, j’ai utilisé le logiciel (Cplex) et l’outil solveur sur Excel pour déterminer les conditions d’utilisation des broyeurs et planifier la production pendant une période donnée, en vue d’optimiser le coût de la consommation d’énergie électrique des trois ateliers de broyage ciment. v Abstract The main objective of my dissertation is to optimize the cost of electricity consumption at the cement grinding mills within Asment Temara. Beforehand, I have made an air flow balance which allowed me to calculate the false air quantity in the cement grinding plants BK2 and BK3. I have then calculated the operating parameters of the process, which enabled me, by comparing them with the standard values, to judge the functioning of the two plants. Action plans have been proposed to correct the noted dysfunctions. I have finally used the Cplex program to determine the mills operation conditions, and plan the production for a given period in order to optimize the cost of the power consumption of the three cement mills. vi Table des matières Dédicace ............................................................................................................. ii Remerciements .................................................................................................. iii Résumé .............................................................................................................. iv Abstract .............................................................................................................. v Liste des abréviations ........................................................................................ ix Liste des figures .................................................................................................. x Liste des tableaux .............................................................................................. xi Introduction générale ......................................................................................... 1 Chapitre 1 : Présentation générale ...................................................................... 3 I. Historique du ciment .............................................................................. 4 II. Secteur de ciment au Maroc............................................................. 4 III. Présentation générale de la société Asment Temara ........................... 5 IV. Historique de la société ..................................................................... 6 V. Aperçu sur la norme marocaine NM 10.1.004 ................................... 7 VI. Organisation de l’entreprise .............................................................. 7 VII. Catégories et types de ciment ............................................................................. 8 VIII. Procédé de fabrication de ciment ....................................................... 9 1. Matière première .................................................................................................... 9 2. Concassage de la matière première ................................................. 10 3. Pré-homogénéisation ...................................................................... 10 4. Broyage cru .................................................................................... 11 5. Homogénéisation ............................................................................ 12 6. Atelier de cuisson ........................................................................... 12 7. Broyage ciment ............................................................................... 13 8. Expédition et ensachage ................................................................. 13 9. Essais chimiques et physiques et contrôle du procédé ..................... 14 Chapitre 2 : Le broyage ciment .......................................................................... 15 I. Généralités sur l’opération de broyage ................................................................ 16 1. Types de fragmentations selon la finesse ......................................... 16 vii 2. Types de broyeurs et concasseurs ................................................... 16 3. Définition de l’opération de broyage................................................. 17 II. Broyeurs à Boulets ......................................................................... 17 1. Description d’un broyeur tubulaire à boulets .................................. 17 2. Dynamique intérieure d’un broyeur tubulaire à boulets .................. 18 3. Broyeur tubulaire à boulets à circuit fermé : Cas de Asment Temara 18 III. Présentation d’un atelier de broyage ciment .................................... 19 IV. Paramètres de marche d’un l’atelier de broyage ciment .................... 20 1. Paramètres de marche relatifs au broyeur à boulets ........................ 21 2. Paramètres de marche relatifs au séparateur dynamique ................ 21 3. Paramètres de marche relatifs au filtre à manche ............................ 22 4. Paramètres de marche relatifs au ventilateur .................................. 22 V. L’air faux dans l’atelier de broyage .................................................. 23 VI. Conclusion ..................................................................................... 24 Chapitre 3 : Bilan aéraulique des ateliers de broyage ciment BK2 et BK3 .......... 25 I. Démarche à suivre ...............................................................................................26 II. Bilan aéraulique de l’atelier de broyage ciment BK2 ........................ 26 1. Détermination de la période des mesures ........................................ 26 2. Détermination des points de mesure ............................................... 27 3. Conditions de marche fixées au cours des mesures ......................... 27 4. Résultats des mesures et calcul des débits d’air .............................. 28 5. Calcul d’air faux ............................................................................. 29 6. Calcul des paramètres de marche de l’atelier ................................... 30 7. Conclusion ..................................................................................... 31 III. Bilan aéraulique sur l’atelier de broyage ciment BK3 ....................... 31 1. Détermination de la période des mesures ........................................ 31 2. Détermination des points de mesure ............................................... 32 3. Conditions de mesures fixées au cours des mesures ....................... 32 4. Résultats des mesures et calcul des débits d’air .............................. 33 5. Calcul d’air faux ............................................................................. 34 6. Calcul des paramètres de marche de l’atelier ................................... 35 viii 7. Conclusion ..................................................................................... 37 Chapitre 4 : Plans d’actioŶs ............................................................................... 38 I. Sources fréquentes d’air faux .......................................................... 39 II. Recommandations pour minimiser l’air faux au niveau du séparateur + filtre au niveau de BK3 ............................................................................ 40 III. Inspection interne des broyeurs de BK2 et BK3 ............................... 40 1. Inspection interne du broyeur de l’atelier BK3 ................................. 40 2. Inspection interne du broyeur de l’atelier BK2 ................................. 43 IV. Standardisation des paramètres de marche de l’atelier BK3 ............. 45 V. Standardisation des paramètres de marche de l’atelier BK2 ............. 48 Chapitre 5 : OptiŵisatioŶ du coût d’éŶeƌgie électƌiƋue ..................................... 52 I. Détails de la problématique ............................................................. 53 II. Modélisation du problème ............................................................... 53 1. Définition des variables ................................................................... 53 2. Données ......................................................................................... 54 3. Fonction objective ........................................................................... 55 4. Les contraintes ............................................................................... 56 5. Résolution ...................................................................................... 57 Conclusion générale .......................................................................................... 60 Références ........................................................................................................ 62 ANNEXES .......................................................................................................... 63 ix Liste des abréviations ISO International Organisation of Standardization. NM Norme Marocaine IMANOR Institut Marocain de Normalisation CPJ Ciment Portland composé CPA Ciment Portland pur BK Broyeur clinker Ps Pression Statique Pd Pression Dynamique Q Débit d’air en (Nm3/h) MAD Dirham Marocain mmCE Millimètre de cordon x Liste des figures Figure 1: Organigramme de l'entreprise ....................................................................................................... 8 Figure 2 : Les étapes de la farine au niveau du four ................................................................................... 13 Figure 3 : Types de fragmentation .............................................................................................................. 16 Figure 4 : Types des broyeurs et concasseurs ............................................................................................. 16 Figure 5 : Broyeur tubulaire à boulets ........................................................................................................ 17 Figure 6 : Schéma simplifié d'un atelier de broyage à circuit fermé ........................................................... 19 Figure 7 : Distribution de la charge broyante le long du broyeur ............................................................... 19 Figure 8 : Illustration des points de mesures .............................................................................................. 27 Figure 9: Résumé des calculs de l'atelier BK2 ............................................................................................. 31 Figure 10 : Illustration des points de mesures ............................................................................................ 32 Figure 11 : Fuites et trous au niveau du séparateur ................................................................................... 35 Figure 12: Résumé des calculs de BK3 ........................................................................................................ 37 Figure 13 : Usure au niveau de la cloison centrale ..................................................................................... 42 Figure 14 : Début d'usure au niveau des blindages côté alimentation ....................................................... 42 Figure 15: Déformation de la grille de ventilation de la uploads/Geographie/ vc-pfe-asment.pdf