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Département de Technologie chimique industrielle Rapport de soutenance En vue d

Département de Technologie chimique industrielle Rapport de soutenance En vue de l’obtention du diplôme de Licence professionnelle en : Génie de la formulation Thème : Réalisé par : - Hrache Sana Encadré par : - KARABAGLI Abderrahmane M.C.A / Institut De Technologie-BOUIRA - Mme N.KAROUZI Chef Laboratoire – Cimenterie GICA Chlef Corrigé par : - Examinateur : AKLIOUAT Hacene M.A.A / Entreprise ou Établissement Année Universitaire : 2019/2020 Caractérisation physico-chimique du ciment de la cimenterie d’ech chlef Remerciement Je tiens tout d’abord à remercier Mr A. KARABAGLI, pour son encadrement rigoureux, la disponibilité dont il a fait preuve et pour sa culture scientifique qu’il m’a fait acquérir pendant l’élaboration de ce travail. Je suis très reconnaissante à Mme KAROUZI, chef du laboratoire de contrôle de qualité d’avoir mis à ma disposition les moyens et le matériels nécessaires pour accomplir mon projet de fin d’étude, ainsi que de son temps de m’avoir aidé de près, ainsi que tous les membres du laboratoire de contrôle de qualité ECDE, les ingénieurs et les techniciens avec qui j’ai eu le plaisir de travailler. Je remercie également tous les membres de jury qui ont accepté d’examiner mon travail. Dédicace A toi mon père, à toi ma mère, à tous les membres de ma famille, à vous mes Sœurs : Ahlem, Aicha, Sodjoud, à vous mon adorable frère : Sidali. A vous mes meilleures amies : Zineb, Saloua, Khadidja, Sara : pour m’avoir supporté durant ces années d’études. A vous tous qui m’aviez aidé et encouragé par vos conseils et vous m’avez offert un espoir vers la réussite Sommaire Introduction générale ...................................................................................... 1 I - Généralités sur les ciments I.1 Définition de ciment ................................................................................ 2 I.2 Historique ................................................................................................ 2 I.3 Classification du ciment ......................................................................... 4 I.3.1 Selon leur composition ................................................................................................ 4 I.3.2 Selon leur résistance normale ..................................................................................... 4 I.4 Normalisation de ciment ........................................................................ 4 I.5 Les constituants de base ......................................................................... 5 I.5.1 Les matières premières du ciment .............................................................................. 5  Argile ................................................................................................................................... 6 I.5.2 Matériaux de correction .............................................................................................. 6  Minerai de fer (Fe2O3) ........................................................................................................ 6  Sable siliceux ....................................................................................................................... 7  Le gypse .............................................................................................................................. 7  Le calcaire sableux .............................................................................................................. 7  bauxite ................................................................................................................................. 7 I.6 Les différents procédés de fabrication: ................................................ 8 I.6.1 Fabrication du ciment par voie humide ...................................................................... 8 I.6.2 Fabrication du ciment par voie semi-humide [12] ...................................................... 9 I.6.3 Fabrication du ciment par voie semi-sèche................................................................. 9 I.6.4 Fabrication du ciment par voie sèche ......................................................................... 9 II . Présentation de l’entreprise II . 1 Présentation de l’entreprise II.1.1 Situation géographique de l’entreprise [6] ............................................................... 12 II.1.2 Fiche technique de l’entreprise ................................................................................. 13 II.1.3 Organigramme de l’entreprise .................................................................................. 13 II.1.4 Service contrôle de qualité ........................................................................................ 14 II.1.5 La nomenclature du ciment [6] ................................................................................. 14 III.1 Procédé de fabrication du ciment ........................................................ 15 III.1.1 L’extraction et la préparation des matières premières ............................................. 15 III.1.2 Concassage ................................................................................................................ 16 III.1.3 Pré homogénéisation ................................................................................................ 16 III.1.4 Les ajouts ................................................................................................................... 16 III.1.5 Préparation de cru ..................................................................................................... 17 III.1.6 La cuisson .................................................................................................................. 17 III.1.7 Refroidissement du clinker ........................................................................................ 19 III.1.8 Le broyage du clinker ................................................................................................ 19 III.1.9 Les expéditions .......................................................................................................... 20 III.2 Laboratoire de contrôle ........................................................................ 20 III.3 Salle de contrôle .................................................................................... 22 III.4 Principales caractéristiques de ciment ............................................... 23 III.4.1 Propriétés chimique .................................................................................................. 23  Hydratation de ciment ....................................................................................................... 23 III.4.2 Propriété physique .................................................................................................... 24 a) La finesse de ciment ...................................................................................................... 24 b) Consistance .................................................................................................................... 24 c) Temps de prise ............................................................................................................... 24 d) Refus .............................................................................................................................. 25 III.4.3 Propriétés mécaniques .............................................................................................. 25  Flexion-compression ......................................................................................................... 25 IV.1 Méthodes chimiques ............................................................................. 26 IV.1.1 Attaque par fusion alcaline ....................................................................................... 26 IV.1.2 Attaque par acide : .................................................................................................... 27 IV.2 Méthodes physiques .............................................................................. 34 IV.2.1 Mesure de la surface spécifique par la méthode Blaine « NA 231 » [23] ................. 34 IV.2.2 Le refus « NA 229 » [24] ........................................................................................... 36 IV.3 Méthodes mécaniques..........................................................................38 V.1 Analyse chimique .................................................................................. 41 V.1.1 Par voie chimique ...................................................................................................... 41 V.1.2 Détermination des oxydants ..................................................................................... 41 V.1.3 Caractérisation minéralogique .................................................................................. 41 V.2 Analyse physique .................................................................................. 42 Conclusion ...................................................................................................... 41 Liste des figures Figure I.1: Echantillon de ciment ....................................................................................................... 2 Figure I.2: Le calcaire ........................................................................................................................ 6 Figure I.3: Minerai de fer ................................................................................................................... 6 Figure I.4: Sable siliceux .................................................................................................................... 7 Figure I.5: Schéma de fabrication du ciment par voie humide et sèche ........................................... 10 Figure II.1: Organigramme de l'entreprise………………………………………………………....13 Figure III.1: Les étapes de fabrication du ciment ................................................................ 15 Figure III.2: Carrière de chlef .............................................................................................. 15 Figure III.3: Hall de pré homogénéisation ........................................................................... 16 Figure III.4: Four rotatif ...................................................................................................... 18 Figure III.5: Micrographique des quatre phases principales de clinker .............................. 18 Figure III.6:Broyeur............................................................................................................. 20 Figure III.7:Ciment prêt à vendre ........................................................................................ 20 Figure III.8: Contrôle de qualité du ciment ......................................................................... 22 Figure IV.1: La farine crue ............................................................................................................... 26 Figure IV.2: La silice ....................................................................................................................... 27 Figure IV.3: Protocole de filtration .................................................................................................. 27 Figure IV.4: Titrage de l'oxyde de calcium ...................................................................................... 28 Figure IV.5: Titrage de la magnésie ................................................................................................. 29 Figure IV.6: Après le titrage avec la solution de l'EDTA ................................................................ 30 Figure IV.7: Titrage du l'alumine ..................................................................................................... 31 Figure IV.8: La bouteille de glycérol ............................................................................................... 31 Figure IV.9: Filtration de la chaux libre ........................................................................................... 32 Figure IV.10: Creuset après sortie dans le four ................................................................................ 33 Figure IV.11: Filtration de SO3 (filtre lent) ..................................................................................... 33 Figure IV.12: Le perméabilimétre de Blaine .................................................................................... 34 Figure IV.13: Un entonnoir .............................................................................................................. 35 Figure IV.14: Le trait inférieur et supérieur ..................................................................................... 36 Figure IV.15: Un tamis de 90 μ ........................................................................................................ 37 Figure IV.16: Appareil alpine .......................................................................................................... 37 Figure IV.17 : le sable......................................................................................................................38 Figure IV.18 : le ciment....................................................................................................................38 Figure IV.19 : L’appareil de choc et les moules...............................................................................38 Figure IV.20 : L’eau de robinet........................................................................................................39 Figure IV.21 : Le malaxeur................................................................................................................39 Figure IV.22 : Machine d’essais mécaniques.....................................................................................39 Liste des Tableaux Tableau I.1: Procédés généraux de fabrication du ciment…………………………………………....8 Tableau II.1 : Fiche technique de l'entreprise ...................................................................... 13 Tableau III.1: Caractéristiques du four rotatif ................................................................................. 19 Tableau V.1: Analyse chimique de ciment ...................................................................................... 41 Tableau V.2: Les résultats de dosage pour la détermination des oxydes ......................................... 41 Tableau V.3: Caractéristiques minéralogiques ................................................................................. 41 Tableau V.4: Analyse physique........................................................................................................ 42 Liste d’abréviation GICA : Groupe industriel Algérien du ciment. Ca(OH) 2 : Hydroxyde de calcium (portlandite). CPj : Ciment portland composé. EN 197-1 : Norme européenne. CaO : Chaux. SiO2: La silice. Al2O3 : Oxyde d’alumine. Fe2O3 : Oxyde de fer. C3A : Aluminate tricalcique (Célite). C4AF : aluminoferrite de calcium (Félite). C2S : Silicate bicalcique (Bélite). C3S : Silicate tricalcique (Alite). CaO : oxyde de calcium (Chaux libre). NA 229 : Norme algérienne. NA442 : Norme Algérienne. CEM II/A-L 42.5 N : Ciment portland /ajout –calcaire résistance 42.5 N/m². E/C : Eau/Ciment. Résumé Tout un produit industriel est défini par sa qualité dans le marché et la qualité du ciment dépend de la composition initiale (des matières premières) qui entrent dans la fabrication de clinker. Le clinker est un produit semi-fini qui résulte de la cuisson d’un mélange contient une quantité de calcaire en grande partie et une faible quantité d’argile, de sable et de minerais de fer. Le rassemblement de tous ces composés à l’entrée du four est dit « cru ». La cuisson du cru dans le four rotatif à une température de 1400°C à 1500°C aboutit à la formation du clinker qui est le produit de base du ciment. Pour cette raison, le clinker doit subir un contrôle strict et rigoureux pour arriver à satisfaire les clients du point de vue qualité. Les caractéristiques physico-chimiques déterminés au laboratoire à travers les différents essais effectués ont confirmé les résultats attendus fixés par les spécifications normatives. Mots clés : ciment, clinker, milieu agressif, résistances, flexion, compression Abstract Any industrial product is defined by its quality in the market and the quality of cement depends on the initial composition (of raw materials) that go into the manufacture of clinker. Clinker is a semi-finished product that results from firing a mixture that contains a large amount of limestone and a small amount of clay, sand and iron ores. The gathering of all these compounds at the entrance to the furnace is said to be “raw.” The cooking of the raw material in the rotary furnace at a temperature of 1400 ° C to 1500 ° C results in the formation of clinker, which is the basic product of the oven. cement. For this reason, the clinker must undergo a strict and rigorous control to arrive at the satisfaction of the customers from a quality point of view. The physico-chemical characteristics determined in the laboratory through the various tests carried out confirmed the expected results set by the normative specifications. ملخص )ٌخى ححذٌذ انًُخج انصُبعً بأكًهّ يٍ خالل جٕدحّ فً انسٕق ٔحعخًذ جٕدة األسًُج عهى انخكٌٍٕ األٔنً (نهًٕاد انخبو انخً حذخم فً صُبعت ٌخبث انًعبد. ٌخبث انًعبد ٍْٕ يُخج َصف َٓبئً ٌُخج عٍ طًٓ خهٍظ ٌحخٕي عهى كًٍت كبٍزة ي انحجز انجٍزي ٔكًٍت صغٍزة يٍ انطٍٍ ٔانزي ٌم ٔخبو انحذٌذ. ٌٔجًع كم ْذِ انًزكببث يعًب فً ٌُمبل إٌ دخٕل انفز "خبو" ، حٍث ٌؤدي إطالق انًٕاد انخبو فً انفزٌ انذٔار عُذ درجت حزارة0011 درجت يئٌٕت إنى0011 درجت يئٌٕت إنى ٌٍٕحك ٌخبث انًعبد .ْٕٔ انًُخج األسبسً uploads/Industriel/ caracterisation-physico-chimique-du-ciment-de-la-cimentrie-d-ech-chlef.pdf