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Faculté des Sciences et Techniques de Fès Département de Génie Industriel LST d

Faculté des Sciences et Techniques de Fès Département de Génie Industriel LST de Génie Industriel Projet de Fin d’Etudes Lieu : LAFARGE ciment - Meknès Référence : 09/11GI Préparé par : - Laâmarti Anas - Lakramti Aïman Soutenu le 15 Juin 2011 devant le jury composé de : - Pr. L’h. Hamedi (Encadrant FST) - Pr. M. Cherkani (Encadrant FST) - Pr. H. Bine el Ouidane (Examinateur) - Mr. O. Chaik (Encadrant Société) G I Sujet : Optimisation du refroidisseur four 2 en terme de récupération des gaz chauds et de refroidissement du clinker 2 Après nos louanges à Dieu, et au terme de notre stage de fin d’études, nous tenons à exprimer nos remerciements les plus sincères à Monsieur CHOUAR, Directeur de Lafarge Ciments - Usine de Meknès et Monsieur ZOUAK, Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques - Fès, pour nous avoir accordé l’opportunité d’approfondir nos connaissances professionnelles. Nous présentons nos sincères remerciements à notre parrain de stage M. Omar CHAIK, d’avoir accepté, d’aussi bonne grâce, d’encadrer ce présent projet, et aussi pour la qualité de son encadrement, ses précieux conseils, ses fructueuses orientations et son soutien tout au long du déroulement de ce stage qui nous ont permis, grâce au sujet que nous avons développé, d’enrichir nos connaissances théoriques et pratiques. Nos vifs remerciements vont aussi à notre encadrant à la FST-Fès Mr. L’h. HAMEDI, pour sa disponibilité, son soutien, ses précieux conseils, et l’intérêt manifesté à ce projet. Notre profonde gratitude s’adresse également à Messieurs N.TAIBI et A. BOUCHAMA pour leurs conseils, leur patience et leur sympathie. Merci également à tout le personnel de la société Lafarge – Usine de Meknès et tout ceux qui nous ont aidé de près ou de loin à accomplir ce projet. Nos vifs remerciements s’adressent aussi aux membres du jury qui nous ont honorés, ainsi qu’au corps administratif et professoral de la Faculté des Sciences et Techniques, Particulièrement le corps enseignant du département de Génie Industriel. 3 INTRODUCTION……………………………………………………………………………………..….…………………..07 PARTIE 1 : Présentation de LAFARGE………………………………….………………………....…….08 1.1 LAFARGE Groupe …………………………………………………….………………….…….……….….…….…....09 1.2 LAFARGE Maroc …….……………………………………………….……………………..……………..…………...09 1.2.1 Historique ………………………………………………………………………….……………………….….09 1.2.2 Organigramme LAFARGE Maroc.………..………………..…………………...………..….10 1.2.3 Usine de Meknès……………………………………….………………….…..……………..…………...10 1.3 Les qualités de ciment produit à Lafarge de Meknès …….………….….…..…… 12 1.4 Sécurité et Environnement ………………………………………………………….………….…….…….….12 1.5 Qualité……………………..……………………………………………………………………………….…..…..…...…….13 1.6 Le service Procédé….……………………………………………….………………………………..….……...……..14 PARTIE 2 : Procédé de Fabrication………………………………………………..………….….…..……15 2.1 Carrière …….………………………………………………………………………………………….…………………….17 2.2 Concassage .………………………………………………………………………………………….…………………….18 2.3 Pré-Homogénéisation …………………………………………..……………………………..…………...………18 2.4 Broyage Cru ………………………………………………………………………………………….…………………….19 2.5 L’Homogénéisation ……..…………………………………………………………………….….………...………19 2.6 Cuisson …………………………………………………………………..……………………………..………………….20 2.6.1 La Tour de préchauffage …………………………………………………...………..….……20 2.6.2 Le Four rotatif ……………………………………………………………………………….…..…..21 2.6.3 Le Refroidisseur …………………………………………………………………………..….……..21 2.7 Broyage Cuit ……………………………………………………………………………………….….…..……..……….22 2.8 Ensachage et Expédition ……………………………………..……………………………..…….………….23 PARTIE 3 : Contexte et Problématique……………………………………….…………...…....……24 3.1 Contexte :………………………………………………………………………………………………….…….………..25 3.1.1 Description du refroidisseur …………………………………………………..…...….………25 3.1.2 Fonctionnement du Refroidisseur ……………………………………….……......……….27 3.1.3 Les Paramètres de marche du Refroidisseur ……………….…..……..….……..28 3.1.4 Matériels et Outillages de mesure……………………………….……….…...…………30 3.2 Problématique :………………………………………………………………………………….…………..………...32 PARTIE 4 : Etude et Analyse de la Problématique……………….……………….......……….33 4.1 Introduction ………………………………………….…………………………………………………..…....……….34 4.2 Bilan Thermique ……………………………………………………..………………………………..…..….………34 PARTIE 5 : Démarche de résolution …………………….………….…………………………….…....……42 5.1 Proposition ………………………….. …………………..……………………………………………..……………..……43 5.2 Actions Appliquées ……………………………………………………….……………..…………….………43 5.3 Résultats et Utilité…………………………………………………………………….…..…………….…...45 5.4 Suggestions ………………………..……………………..…………………………………..………….….…....48 CONCLUSION…………………………………………………………………………………………………………….…..49 4 Figure 1 : Répartition du résultat d'exploitation par zone géographique……………..9 Figure 2 : Organigramme de LAFARGE Maroc………………………………………………………………10 Figure 3 : Répartition des ventes en 2009…………………………………………………………………..11 Figure 4 : Etapes de production du ciment………………………………………………………………...16 Figure 5 : Carrière………………………………………………………………………………………………………….……17 Figure 6 : Etapes de l’abattage et du transport………………………………………………….…….17 Figure 7 : Etapes de concassage, transport et stockage…………………………………………18 Figure 8 : Hall de pré-homogénéisation ……………………………………………..……………………….18 Figure 9 : Description du broyage du cru…………………………………………………………………….19 Figure 10 : Silo d’homogénéisation…………..……………………………………………..……………………19 Figure 11 : Description de la ligne de cuisson……………………………………………………………20 Figure 12 : Différents flux dans la tour de préchauffage……………………………………..20 Figure 13 : Four rotatif……………………………………………………………………………………..……………21 Figure 14 : Description du refroidisseur……………………………………………………………………….22 Figure 15 : Etapes de broyage cuit………………………………………………………………………………….22 Figure 16 : Broyeur (broyage cuit)……………………………………………………………………………….22 Figure 17 : Produit fini (sacs de ciment)………………………………………………………………………..23 Figure 18 : Expédition ciment……………………………………………………………………………………….23 Figure 19 : Matières utilisées dans la production du ciment………………………………….23 Figure 20 : Description du refroidisseur……………………………………………………………………….25 5 Figure 21 : Grille………………………………………………………………………………………………………………….25 Figure 22 : ventilateur……………………………………………………………………………………………………….26 Figure 23 : fonctionnement du refroidisseur………………………………………………………………..27 Figure 24 : principe de refroidissement du clinker……………………………………………………..27 Figure 25 : Tube de Pitot / tube de Berri (matériel de mesure)…………………………..30 Figure 26 : Sonde de température (matériel de mesure)………………………………………..31 Figure 27 : Anémomètre (matériel de mesure)………………………………………………………….31 Figure 28 : différents paramètres du bilan thermique……………………………………………….35 Figure 29 : Graphe comparant (bilan – performance) les températures des différents paramètres………………………………………………………………………………….37 Figure 30 : Graphe comparant (bilan – performance) les rendements de récupération et de refroidissement ………………………………………………………37 Figure 31 : Comparaison des débits de soufflage (mesures – valeurs nominales)………………………………………………………………………………………………………39 Figure 32 : Comparaison des débits de soufflage (mesures – salle de contrôle)….39 Figure 33 : Comparaison des pressions chambres (mesures- salle de contrôle)……40 Figure 34 : Débits des ventilateurs avant et après action……………………………………..44 Figure 35 : Schéma du registre air exhaure – ventilateur 3 …………………………………45 Figure 36 : Amélioration des températures des paramètres du refroidisseur après actions……………………………………………………………………………………………….46 Figure 37 : Amélioration des rendements du refroidisseur après actions………….46 6 Tableau 1 : fiche technique de LAFARGE Meknès…………………………………………………….11 Tableau 2 : Les différents types de ciment produit par Lafarge Meknès….……….12 Tableau 3 : Différents paramètres du refroidisseur………………………………………………….36 Tableau 4 : Débits des cinq ventilateurs……………………………………………………………………….38 Tableau 5 : Comparaison des pressions chambres (mesures- salle de contrôle)……40 Tableau 6 : composition clinker…………………………………………………………………………………………41 Tableau 7 : Débits des ventilateurs avant et après action…………………………………….43 Tableau 8 : amélioration des paramètres du refroidisseur après actions…………..46 7 L’industrie cimentière s’est engagée au cours de ces dernières années dans d’importants investissements de telle sorte à augmenter et diversifier la production afin de satisfaire le besoin croisant du marché et réduire l’impact de la forte concurrence. Pour atteindre cet objectif le groupe LAFARGE a opté pour la mise en place des technologies rigoureuses et efficaces en se dotant des outils de dernière génération adaptés. Le refroidisseur à grille utilisé dans l’industrie cimentière a pour fonction de refroidir le clinker d’une façon uniforme, en récupérant le maximum des gaz chauds. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre projet de fin d’étude qui vise à examiner le fonctionnement du refroidisseur. L’amélioration des performances du refroidisseur à grille exige un plan de travail, qui commence par une visite générale de l’usine afin de localiser dans quelle étape du procédé de fabrication s’inscrit notre projet, puis une étude détaillée du refroidisseur permettant de déterminer ses principaux paramètres, pour établir un bilan thermique (aéraulique) fondé sur des mesures prises sur site, dans le but de repérer les écarts (mesures – normes) et trouver les actions convenables à améliorer le rendement du refroidisseur. 8 PARTIE 1 PRÉSENTATION DE LAFARGE 9 1.1 LAFARGE Groupe : LAFARGE est un leader mondial des matériaux de constructions, présent dans plus de 77 pays dans le monde et avec un chiffre d’affaire dépassant 17 Milliard d’Euro, LAFARGE possède plus de 67% du part de marché mondial. Le groupe inscrit sa croissance dans une stratégie de développement durable : son savoir-faire concilie l’efficacité industrielle, la création de valeur, la protection de l'environnement, le respect des hommes et des cultures et l’économie des ressources naturelles et de l'énergie. Les principaux produits sont le ciment, Granulats & Béton, et Plâtre. Figure 1 : Répartition du résultat d'exploitation par zone géographique (31/12/2009) 1.2 LAFARGE Maroc : 1.2.1 Historique : En 1995, LAFARGE s'est associé de façon paritaire avec la Société Nationale d’Investissement (SNI) afin de créer LAFARGE Maroc. L’année 1996 a vu la réalisation d’un projet d’acquisition qui a permis à Lafarge Maroc de devenir le pôle fédérateur d’un groupe comportant 4 cimenteries: Cinouca à Bouskoura, Cadem à Meknès, Cimenterie Tanger et Cementos Marroquies de Tétouan. Ensuite Cinouca et Cadem ont été fusionné pour devenir LAFARGE Ciments. Et en janvier 2000 les unités de Tanger et Tetouan ont été fusionné pour devenir Lafarge Cementos. Nommé comme premier cimentier Marocain, Lafarge Maroc assure une capacité de production supérieure à 4,5 millions de tonnes par an et détient 40,6 % de part de marché en 2008 vers 41% en 2009 et les ventes ont progressé de 4,2%. Son chiffre d’affaires caracoler en hausse de 10,7% à 5,441 MDH et son résultat d’exploitation courant bondir de 19,3% à 2,734 MDH. 10 1.2.2 Organigramme LAFARGE Maroc Figure 2 : Organigramme de LAFARGE Maroc 1.2.3 Usine de Meknès La cimenterie à Meknès fut construite au début des années 50. En 1952, l’usine démarra la production de ciment au niveau du four 1 seulement, la capacité de ce four était de 400 t/j. Deux ateliers de broyage furent construits dans les années 70, puis un deuxième four en 1971, avec une capacité de 650 t/j. La cimenterie devint une entreprise de Lafarge le 1er janvier 1996. Dans les années 90 furent construites les deux tours E.V.S et le précalcinateur du four 1, ce qui eu pour effet d’augmenter la capacité de production des deux tours. En 2001, un nouveau broyeur fut construit. Enfin, depuis janvier 2004, l’usine a démarré l’utilisation d’un autre combustible : les pneus. Figure Dénomination Siège social Nature Juridique Capital social Répartition du capital Produits fabriqués Effectif De Personnel Tableau 1 CPJ 45 PM Figure 3 uploads/Industriel/ optimisation-du-refroidisseur-laamarti-anas-1930.pdf