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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abou Bekr Belkaid – Tlemcen Faculté de Technologie Département de Génie Electrique et Electronique Filière Génie industriel Projet de Fin d’Etudes Master : sécurité et sûreté de fonctionnement Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse par Mohammed Si Ali Encadré par Belarbi Boumediene (MCA à l’université de Tlemcen) Devant le jury composé de: Président : Hassam Ahmed (MCB à l’université de Tlemcen) Examinateurs : Mekamcha Khalid (MAA à l’université de Tlemcen) Mkaddar Amine (Ingénieur à l’université de Tlemcen) Année Universitaire : 2015/2016 Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 1 Remerciements Avant d’entamer ce projet de fin d’étude, nous remercions d’abord ALLAH le tout puissant de m’avoir donné la volonté pour accomplir ce modeste travail. J’adresse tout d’abord toute ma gratitude et manifester ma très sincère reconnaissance à Monsieur Belarbi Boumediene de m'avoir encadrer dans ce sujet de mémoire, et de l'attention qu'il a porté à mon travail. J'ai découvert grâce à lui le monde de l’innovation dans les meilleures conditions. J’ai beaucoup apprécié les qualités pédagogiques dont nos enseignants ont fait preuve pendant tout mon cursus à l’université de Tlemcen malgré toutes les difficultés. Je remercie chaleureusement, Monsieur le doyen du pôle universitaire de la technologie le professeur Chikh Amine, d’être le héros de cette année pour moi. Je tiens à remercier Monsieur Zabchi Idir chef service au niveau de la S.B.O.A qui m’a fait l’honneur de m’aider à ce travail. Aussi, les membres des jurys pour le temps et l'intérêt qu'ils voudront bien consacrer à l'évaluation de ce projet. Mes sincères salutations s’adressent à toute ceux qui ont su supporter ma joie et ma peine, et Qui ont su être la quand on en avait besoin. Enfin un grand merci à ceux qui de proche ou de loin ont Participé à l’accomplissement de ce travail. Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 2 Table des matières : Introduction générale...………………………………………………………………………...6 Chapitre 1: présentation de la S.B.O.A et problématique 1) Introduction...........................................................................................................................8 1-1) Thématique……….…………………………………………………………….............8 1-2) Présentation du procédé et historique……………………………………….…............9 1-2-1) Présentation de la S.B.O.A…………………...………………………………………...9 1-2-2) Présentation du Cermex………………………………………………………………11 1-3) Etat de l’art……………………………………………………………………………11 2) Etude économique…..………………………………………………………….12 2-1) Fiche technique de la fardeleuse étudiée………………………………………………...13 2-2) Diagramme de la fonction « fardelage »………………………………………………...13 2-3) Principe de fonctionnement……………………………………………………………...15 a) Tapis d’alimentation produit et dispositif à lames de séparation (La 1iére séparation)..................................................................................................................15 b) Séparation du produit (La 2ème séparation)………………………………........................16 c) Formation paquet…………………………………………………………………...........17 d) Porte-bobine………………………………………………………………………………19 e) Déroulement, coupe et transporte film…………………………………………………...19 f) Enveloppement paquet.…………………………………………………...........................21 f-a) Film plastique thermo rétractable………………………………………………………..24 f-b) Fiche technique du film plastique thermorétractable…………………………………….24 f-c) Raccordement de bobine…………………………………………………………………25 g) Tunnel de rétraction………………………………………………………........................29 g-a) Choix des constituants électriques pour réaliser la fonction de rétraction du film……...30 g-a-a) Choix du thermocouple……………………………………………………………......30 g-a-b)Choix des résistances de chauffe pour le four étudié dans le contexte industriel décrit.30 g-a-c) Choix du relais statique alimentant les résistances…...……………………………….31 g-b) Modélisation du four……………………………………………………………...……..33 3-1) Problématique…………………………………...…………………………………….....33 3-2) Justification de la quantité produite par une seule bobine du film………………………33 4) Etude économique de la fardeleuse…………………………………....………..................34 4-1) Shcéma technique de la fardeleuse……………...………………………………….........34 5) Etat actuel de la machine et objecive……………………………………………………....35 Conclusion……………………………………………………………………………………35 Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 3 Chapitre 2: solution constructive (conception et réalisation) 1) Introduction…………………………………………………………………….................37 2) Contexte de l’innovation………………………………………………………….............37 3) Conception (Dessin de definition)………………………………………………………..38 4) Conception par CATIA V5 R20 pour ce mécanisme innovant…………………………...38 5) Réalisation du mécanisme innovant (prototype en bois) à commande semi-automatique (par les boutons)………………………………………………………………………......40 6) Automatisation de la machine…………………………………………………………….42 6-1) L’organigramme algorithmique du fonctionnement de la partie automatique de l’appareil innovant…………………………………………………………………...42 6-2) Utilisation d’Arduino…………………………………………………………………42 6-2-1) Introduction à la logique câblée………………………………………………………42 6-2-2) Intro - Cablée Vs Programmée……………………………………………………......43 6-2-3) Intro - Ensemble microprocesseur et périphériques………………………………......43 6-2-4) Le Programme - Organisation générale………………………………………………44 6-2-5) Le Programme - Exemples de compilateurs……………………………………….....45 6-2-6) Le Programme - Structure de base d’un programme en langage C…………………..45 6-2-7) Le Programme - Explication du programme en langage C…………………………...46 6-2-8) Le microcontrôleur Arduino……………………………………………………….....47 a) Arduino: c’est quoi?............................................................................................................47 b) Le microcontrôleur Arduino……………………………………………………………...47 c) Arduino: la description……………………………………………………………………47 d) Arduino : les avantages……………………………………………………………….......47 e) Arduino: la programmation……………………………………………………………….47 f) Arduino : Les entrées / sorties…………………………………………………………….47 g) Arduino: le hardware……………………………………………………………………..48 6-3) Notre programme source sur Arduino …………….……………….………………...49 Conclusion……………………………………………………………………………………49 Chapitre 3: résultats et conclusion 1) Introduction……………………………………………………………………………….51 2) La machine après l’automatisation…………………………………………………….....51 3) Evaluation de la mission attendue………………………………………………………...51 4) Les résultats par rapport à la productivité de la fardeleuse……………………………….52 Conclusion…………………………………..………………………………………………..52 Conclusion génerale………………………………………………………………………......53 Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 4 Figures : Figure 1: Fardeleuse étudiée …………………………………………......................................6 Figure 2: Définition du besoin……………..…………………..................................................8 Figure 3: Schéma de processus du fardelage………..………………….…………………….10 Figure 4: Fardeleuse se trouvant à la S.B.O.A………………………………….……….........10 Figure 5: La premiére fardeleuse en 1970….............................................................................12 Figure 6: Image 3D d’un dessin illustratif……………………………………………………12 Figure 7: PET 2L acheminées vers les guides d’entrée de la fardeleuse……..…………........15 Figure 8: Les capteurs photocellules ...................................…………………………….........15 Figure 9: La 1iére séparation des bouteilles..…….……………………………………….........16 Figure 10: La 2ème séparation des bouteilles……………………………………..…………...16 Figure 11: Le groupe frein friction…………………………………………………………...17 Figure 12:Transport des bouteilles jusqu’à atteindre les guides coniques...………………….17 Figure 13: L’appel du film termoretractable..………………………………………………...18 Figure 14: Contrôle de la zone antérieure du produit bloqué par le groupe de séparation.......18 Figure 15: Porte-bobine…………………….………………………………………………...19 Figure 16: Groupe de déroulement et coupe équipé……………………….……………........19 Figure 17: Les cylindres pneumatiques………………………..……………………..............20 Figure 18: L’ensemble de la motorisation du tapis convoyeur………….………………........21 Figure 19: Accouplement au film sur le convoyeur de transport………………….…….........21 Figure 20: Avancement du film par rapport au produit..............……………………………..22 Figure 21: Avancement rapiide du film par rapport au produit…………………………........22 Figure 22: Enveloppement paquet ………….………………………………………………..23 Figure 23: Processus d’enveloppement paquet…………………………………………….…23 Figure 24: Différents types de fardelage trouvés dans le marché..…………………………...23 Figure 25: Le met de l'extrémité du film dans la barre de soudure…………………………...24 Figure 26: Appui sur la barre de soudure…………………………………………………......26 Figure 27: Relâche de la barre de soudure……………………………………………….......26 Figure 28: Remplacement de la bobine vide………………………………………………….27 Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 5 Figure 29: Lancement de la machine…………………………………………………………27 Figure 30: Tunnel de rétraction……………………….………………………………………28 Figure 31: Refroidissement des fardeaux................................……………………………......29 Figure 32:Schéma externe d’un relais statique…………………………………………….....29 Figure 33: L’espace de l’étude………………………………………………………………..37 Figure 34: Dessin de définition du mécanisme innovant…...…..............................................38 Figure 35: Image descriptive des composants de l’appareil (vue de face)…………………...40 Figure 36: Image descriptive des composants de l’appareil (vue d’arrière)………………….40 Figure 37: Image descriptive du cylindre de tirage film……………………………………...41 Figure 38: Image descriptive pour l’endroit de soudure……………………………………...41 Figure 39: Image descriptive de la partie commande…………………………………….......42 Figure 40: Images descriptives montrent les eléments ajoutés pour automatiser l’appareil..51 Figure 41: PET 2L acheminées vers les guides d’entrée de la fardeleuse……………………52 Tableaux : Tableau 1:……...……………………………………………………………………............................13 Tableau 2:…………………………………………………………………………...............................30 Tableau 3:…………………………………………………………………………...............................34 Etude, innovation et réalisation du système de continuité du film plastique termoretractable de la fardeleuse 2015/2016 6 Introduction générale Ce projet de fin d’étude marque la fin de notre formation du master. Il représente la possibilité de mettre en pratiques les connaissances acquises durant ces cinq années. Nos travaux de projet de fin d’étude menés au sein de la Société des Boissons Gazeuses de l’Ouest Algérien (S.B.O.A). Elle fabrique trois types des bouteilles en plastique et en verre. Cette société possède la plus grande importance dans la production de la limonaderie en Algérie. Nous sommes intéressé en particulier de la ligne PET et plus spécifiquement orientés vers l’étude des systèmes mécaniques plus précisément sur la machine fardeleuse dont nous allons éssayer d’améliorer et de minimiser les pertes de temps. Tel est le grand souci de toute entreprise qui conduirait à un arrêt et de là un manque à gagner. Certains travaux de mémoire ont été présenté par différents étudiants mais cela était juste sur une étude théorique(simulation des flux de production de systèmes), pour identifier des aspects proposant des stratégies de pilotage adéquate. Elle nous apporte la connaissance du fonctionnement du système de production sur une période appropriée. Les informations sur ce système considéré, sont utiles pour prise de décision qui permet l’établissement des meilleurs politiques des objectifs de l’entreprise. Le contenu de ce projet de fin d’étude a été structuré en trois parties et qui sont : La premiére, par une présentation générale de la société avec le processus de fardelage qui englobe une analyse fonctionnelle, étude économique et mécanique de la machine fardeleuse (figure 1). Figure1 : Fardeleuse étudiée[10] Nous allons ensuite exposer la problématique avec une étude économique de la fardeleuse. Alors, nous étudierons l’état actuel de la machine avec son rendement sur la productivité de la chaine. La deuxième partie, est consacré à la proposition d’une solution constructive innovante comme projet académique et proposition génie pour les constructeurs (modélisée par CATIA V5 R20). Et la troisième partie, sera le recensement des résultats obtenus et des discussions sur les perspectives de recherche avec lesquelles nous clôturerons le contenu de ce projet. 7 Chapitre1 : Présentation du procédé de fardelage et problématique Chapitre1 :Présentation du procédé de fardelage et problématique 2015/2016 8 1) Introduction Ce chapitre est dédié principalement à la présentation générale de la société S.B.O.A uploads/Industriel/ ms-eln-si-ali.pdf