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UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE

UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE LA MECANIQUE Département Génie Industriel et Logistique FILIERE Management Industriel Rapport du Projet de Fin d’Etudes Présenté pour l’obtention du Diplôme de Ingénieur d’Etat en Génie Industriel et Logistique Réalisé à : Sous le thème : Soutenu le 22/06/2019 par : Mr. HERMAMA Ali Membres du jury : Mme. LAMRANI Safia : Présidente du jury Mr. BENHRA Jamal : Rapporteur Mr. NADDAMI Ahmed : Encadrant pédagogique Mr. GARRAG Khalid : Encadrant Industriel Optimisation de la consommation électrique des laminoirs 1 Dédicace A MES PARENTS TOUS LES MOTS DU MONDE NE SAURAIENT EXPRIMER L'IMMENSE AMOUR QUE JE VOUS PORTE, NI LA PROFONDE GRATITUDE QUE JE VOUS TEMOIGNE POUR TOUS LES EFFORTS ET LES SACRIFICES QUE VOUS N'AVEZ JAMAIS CESSE DE CONSENTIR POUR MES INSTRUCTIONS ET MON BIEN-ETRE. QUE DIEU TOUT PUISSANT VOUS GARDE ET VOUS PROCURE SANTE, BONHEUR ET LONGUE VIE POUR QUE VOUS DEMEURIEZ LE FLAMBEAU ILLUMINANT DU CHEMIN DE VOTRE ENFANT. A MON CHER FRERE & MA CHERE SŒUR JE NE PEUX EXPRIMER A TRAVERS SES LIGNES TOUS MES SENTIMENTS D'AMOUR ET DE TENDRESSE ENVERS VOUS. PUISSE L'AMOUR ET LA FRATERNITE NOUS UNISSENT A JAMAIS. JE VOUS SOUHAITE LA REUSSITE DANS VOS VIES, AVEC TOUT LE BONHEUR QU'IL FAUT POUR VOUS COMBLER. AUX MEMBRES DE FAMILLE AUCUNE DEDICACE NE SAURAIT EXPRIMER TOUT CE QUE JE RESSENS POUR VOUS. JE VOUS REMERCIE POUR TOUT LE SOUTIEN EXEMPLAIRE ET L'AMOUR EXCEPTIONNEL QUE VOUS ME PORTEZ DEPUIS MON ENFANCE. A MES CHERS AMIS MERCI POUR L'AMOUR, L'AMITIE. VOUS ETIEZ TOUJOURS LA POUR ME SOUTENIR, M’AIDER ET M’ECOUTER. VOUS PARTAGEREZ TOUJOURS UNE PARTIE DE MA VIE. QUE DIEU VOUS PROTEGE ET VOUS PROCURE JOIE ET BONHEUR ET QUE NOTRE AMITIES RESTE A JAMAIS. HERMAMA ALI 2 Remerciements Il m’est agréable d’acquitter d’une dette de reconnaissance auprès de toute personne, dont l’intervention au cours de ce projet, a favorisé son aboutissement. Je tiens en tout premier lieu à exprimer mes profondes reconnaissances à mon professeur Mr Ahmed NADDAMI, qui n’a aménagé ni son temps ni son énergie pour m’aider à faire aboutir ce travail. Je le remercie vivement pour sa disponibilité, sa modestie, son soutien, ses précieux conseils et les encouragements qui m’ont permis de mener à bien ce travail. Sans oublier bien sûr les autres professeurs qui, n’ont jamais cessé de m’orienter à leur tour, je tiens à les remercier du fond de mon cœur. Egalement je remercie tout le personnel de la société MAGHREB STEEL pour son accueil, et je tiens à présenter mes sincères remerciements à mes deux encadrants industriels; Mr SRIJ Achraf et Mr GARRAG Khalid qui m’ont fait profiter de leurs larges connaissances et de leurs précieux conseils, leurs conseils et directives pertinentes, ainsi que leur disponibilité durant toute la période de mon stage. Je tiens également à remercier Mr HACHALI Saïd, Mr BOUANOU Ayman, Mr BAKKALI Fouad. Je remercie aussi tous les membres du jury d'avoir accepté de juger notre travail. Finalement, nous remercions tout le corps enseignant du département génie industriel et logistique pour la qualité de la formation offerte, et d’avoir toujours répondu présents et pour ces merveilleuses trois ans, qui marquerons, sans le moindre doute, toute ma carrière professionnelle et vie personnelle. 3 Résumé Notre projet, Optimisation de la consommation électrique des laminoirs, s’inscrit dans les orientations stratégiques de Maghreb Steel, vu les grandes charges énergétique décaissées par la société. En addition, il aidera la société pour s’aligner avec le septième objectif du développement durable défini par l’Organisation des Nations Unies, ainsi que la politique gouvernementale ‘ Maroc Vert ’. Nous avons choisi, en se basant sur des critères spécifiques, des objectifs menant à l’optimisation de l’efficacité énergétique et se sont : - L’optimisation de la configuration d’entrée (Force, Vitesse .. ), - La prévision de la consommation d’énergie électrique pour un planning de production établi, - La conception des algorithmes qui proposent des ordonnancements à coût énergétique optimale. Pour atteindre ces objectifs, nous nous étions inspirés par la démarche DMAIC, et nous avons utilisé des outils de statistiques et d’optimisation avancés. Les gains prévus de ce projet sont de l’ordre de 200 000 Dhs / mois ce qui est l’équivalent de 10% du montant mensuel moyen d’énergie électrique consommée par les laminoirs. 4 Abstract In order to align with the government policy “green Morocco” and taking in consideration the large energy costs paid by Maghreb Steel company, our project, Optimization of the Electrical Consumption of Cold Rolling Mills, is part of its strategic orientation. In addition, this study is established in full respect to the seventh objective of sustainable development defined by the United Nations. Our mission was then to determine all the ways leading to the optimization of energy efficiency, and to choose, basing on specific criteria, the ones that have the most important priority, and we got: - Optimization of the input configuration (Force, Speed ..), - Prediction of electricity consumption for a given production schedule, - To design algorithms that provides the optimal energy cost. To achieve these goals, we were inspired by the DMAIC approach, and used advanced statistical and optimization tools. The expected gains of this project are around 200 000 Dhs / month, which is the equivalent of 10% of the average monthly amount of electrical energy consumed by the cold rolling mills. 5 Table des Matières DEDICACE ................................................................................................................................................................. 1 REMERCIEMENTS ..................................................................................................................................................... 2 RESUME ................................................................................................................................................................... 3 ABSTRACT ................................................................................................................................................................ 4 TABLE DES MATIERES ............................................................................................................................................... 5 TABLE DES ILLUSTRATIONS ....................................................................................................................................... 8 TABLE DES TABLEAUX............................................................................................................................................... 9 TABLE DES ANNEXES .............................................................................................................................................. 10 LISTE DES ABRÉVIATIONS ....................................................................................................................................... 11 INTRODUCTION ........................................................................................................................................................ 1 CHAPITRE I : PRESENTATION DE L’ORGANISME D’ACCUEIL ET CADRAGE DU PROJET ............................................... 2 INTRODUCTION ................................................................................................................................................... 2 1.1. PRESENTATION DE L’ORGANISME D’ACCUEIL. ............................................................................................................. 2 1.2. 1.2.1. Dates clés : ............................................................................................................................................. 2 1.2.2. Fiche technique : .................................................................................................................................... 3 1.2.3. Description des produits de Maghreb Steel ........................................................................................... 3 DESCRIPTION DES PROCESSUS DE PRODUCTION .......................................................................................................... 6 1.3. 1.3.1. Décapage ............................................................................................................................................... 6 1.3.2. Laminage à froid .................................................................................................................................... 7 1.3.3. BAF (recuit de recristallisation) .............................................................................................................. 8 1.3.4. SKIN-PASS ............................................................................................................................................... 9 1.3.5. Galvanisation ....................................................................................................................................... 10 1.3.6. Pré-laquage .......................................................................................................................................... 11 1.3.7. Fabrication Panneaux Sandwich .......................................................................................................... 12 1.3.8. découpe ................................................................................................................................................ 13 PROBLEMATIQUE ET CAHIER DES CHARGES .............................................................................................................. 14 1.4. 1.4.1. Problématique ...................................................................................................................................... 14 1.4.2. Cadrage du projet ................................................................................................................................ 15 1.4.3. Cahier des charges ............................................................................................................................... 16 1.4.3.1. Objectif et besoins exprimés ............................................................................................................................ 16 1.4.3.2. Portée du projet ............................................................................................................................................... 17 DEMARCHE DE PROJET ........................................................................................................................................ 19 1.5. 1.5.1. La démarche DMAIC ............................................................................................................................ 19 DEFINITION DES CONCEPTS CLES ........................................................................................................................... 20 1.6. 1.6.1. QQOQCP ............................................................................................................................................... 20 6 1.6.2. Diagramme Dedans/Dehors ................................................................................................................ 20 1.6.3. La régression linéaire ........................................................................................................................... 20 1.6.4. Le coefficient de détermination ........................................................................................................... 20 1.6.5. La recherche opérationnelle ................................................................................................................. 21 1.6.6. L’Efficience Energétique ....................................................................................................................... 21 EQUIPE DE PROJET ............................................................................................................................................. 23 1.7. CONCLUSION .................................................................................................................................................... 23 1.8. CHAPITRE II: DIAGNOSTIC ET COLLECTE DES DONNEES .......................................................................................... 24 INTRODUCTION ................................................................................................................................................. 24 2.1. ETAT DES LIEUX ................................................................................................................................................. 24 2.2. 2.2.1. Installation électrique des laminoirs .................................................................................................... 24 2.2.1.1. Poste de Transformations CRM ........................................................................................................................ 24 2.2.1.2. TGBT : tableau général basse tension. .............................................................................................................. 25 2.2.2. Composition Mécanique ...................................................................................................................... 26 2.2.2.1. Section POR ...................................................................................................................................................... 27 2.2.2.2. Section ETR ....................................................................................................................................................... 28 2.2.2.3. Section MILL ..................................................................................................................................................... 29 2.2.2.4. Section DTR ...................................................................................................................................................... 30 2.2.3. Moteur électrique des laminoirs ......................................................................................................... 30 2.2.3.1. Moteurs POR ................................................................................................................................................... 31 2.2.3.2. Moteurs ETR ..................................................................................................................................................... 31 2.2.3.3. Moteurs MILL ................................................................................................................................................... 31 2.2.3.4. Moteurs DTR ..................................................................................................................................................... 32 2.2.4. La charte de projet ............................................................................................................................... 33 LE PROCESSUS DE MESURE ET LA RECOLTE DES DONNEES ............................................................................................ 34 2.3. 2.3.1. Validation des moyens de mesure ....................................................................................................... 34 2.3.1.1. Moyens de mesure de la consommation électrique ........................................................................................ 34 2.3.1.2. Méthode de calcul de la consommation du fonctionnement .......................................................................... 35 2.3.1.3. Critique de la méthode de calcul de la consommation électrique ................................................................... 35 2.3.1.4. Conclusion ........................................................................................................................................................ 36 2.3.2. Nouvelle base de données .................................................................................................................... 36 CONCLUSION .................................................................................................................................................... 38 2.4. CHAPITRE III : ANALYSE ET MODELISATION ............................................................................................................ 40 INTRODUCTION ................................................................................................................................................. 40 3.1. ETUDE PRELIMINAIRE SUR LE COMPORTEMENT DE LA PUISSANCE ELECTRIQUE................................................................. 40 3.2. 3.2.1. La consommation électrique des auxiliaires. ....................................................................................... 40 3.2.2. La consommation électrique des drives. .............................................................................................. 41 3.2.3. Conclusion ............................................................................................................................................ 42 7 CHOIX DES GAMMES D’EPAISSEURS ET TYPES DE CARACTERISTIQUES. ............................................................................ 42 3.3. 3.3.1. Choix des gammes d’épaisseurs ........................................................................................................... 42 3.3.2. Choix des types de caractéristiques. ................................................................................................... 43 MODELISATION DE LA PUISSANCE ELECTRIQUE ......................................................................................................... 45 3.4. 3.4.1. Etude théorique .................................................................................................................................... 45 3.4.2. Etude expérimentale ............................................................................................................................ 45 3.4.3. Conclusion ............................................................................................................................................ 50 MODELISATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE .............................................................................................................. 51 3.5. 3.5.1. Les caractéristiques dimensionnelles ................................................................................................... 51 3.5.2. La cinématique à une dimension de la passe ....................................................................................... 52 3.5.2.1. Les deux phases d’accélération et décélération ............................................................................................... 55 3.5.2.2. La phase de maintien ........................................................................................................................................ 55 3.5.3. Calcul de l’énergie électrique ............................................................................................................... 56 CONCLUSION .................................................................................................................................................... 57 3.6. CHAPITRE IV : PLANIFICATION DE L’OPTIMISATION DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE .............................................. 58 INTRODUCTION ................................................................................................................................................. 58 4.1. LE PLAN GREEN-LAF ........................................................................................................................................ 58 4.2. LE NIVEAU OPERATIONNEL ................................................................................................................................... 59 4.3. 4.3.1. La méthode de calcul de l’énergie électrique ....................................................................................... 59 4.3.2. La détermination des paramètres cinématiques ................................................................................. 61 4.3.2.1. Les variables de décisions : ............................................................................................................................... 61 4.3.2.2. Les contraintes : ............................................................................................................................................... 62 4.3.2.3. La fonction objectif : ......................................................................................................................................... 62 4.3.2.4. uploads/Industriel/ rapport-pfe-ms-vf.pdf