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MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ D’INGÉNIEUR D’ÉTAT E Société Marocaine de Construct

MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ D’INGÉNIEUR D’ÉTAT E Société Marocaine de Construction Automobile Direction Conception et dimensionnement d’un échangeur pour la p et établissement d’un système dans Mr Mr. BOUTAYEB Mr. ALBOUCH STAGE EFFECTU SOUTENU Mr. SEDDOUKI Mr. EL BARKANY Mr. TOUACHE UNIVERSIT FACULTÉ DÉ MOIRE DE PROJET DE FIN D’ÉTUDES POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME TAT EN CONCEPTION MÉCANIQUE & INNOVATION Lieu de stage : Société Marocaine de Construction Automobiles - SOMACA (Groupe Casablanca Direction projets et SPR - UET Centrale Thermique Thèse sous thème : Conception et dimensionnement d’un échangeur pour la production d’eau et établissement d’un système de chauffage eau d’alimentation des chaudières la centrale thermique à la Somaca Réalisé et soutenu par : Mr. DBIYA Youssef Encadré par : Mr. SEDDOUKI Abbas (FST) BOUTAYEB Messaoud (SOMACA) Suivi par : ALBOUCH Bouchaîb (SOMACA) STAGE EFFECTUÉ DU 7 FÉVRIER AU 12 JUIN 2011 SOUTENU PUBLIQUEMENT LE 30 JUIN 2011 Devant le jury : SEDDOUKI Abbas Professeur à la FSTF EL BARKANY Abdellah Professeur à la FSTF TOUACHE Abdelhamid Professeur à la FSTF ROYAUME DU MAROC UNIVERSITÉ SIDI MOHAMMED BEN ABDELLAH DES SCIENCES ET TECHNIQUES FES SAISS ÉPARTEMENT GÉNIE MÉCANIQUE TUDES POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME CANIQUE & INNOVATION Groupe Renault) UET Centrale Thermique roduction d’eau chaude, ’alimentation des chaudières Professeur à la FSTF Professeur à la FSTF Professeur à la FSTF FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 2 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 ]Ët| Äx zÜtÇw ÑÄt|á|Ü wx w°w|xÜ vx ÅÉwxáàx àÜtät|Ä vÉÅÅx xåÑÜxáá|ÉÇ wx Åt ÑÜÉyÉÇwx ÜxvÉÇÇt|áátÇvx xà áçÅuÉÄx wx ÅÉÇ tÅÉâÜ õ Åxá àÜ¢á v{xÜá ÑtÜxÇàá ÑÉâÜ ÄxâÜ áÉâà|xÇ? tyyxvà|ÉÇ xà tÅÉâÜ? ÄxâÜ vÉÇy|tÇvx xà Ñtà|xÇvx xà ÑÉâÜ ÄxâÜá átvÜ|y|vxá |Çy|Ç|áA FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 3 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 Remerciement Au terme de ce travail, il m’est agréable d’évoquer l’appui intellectuel et moral dont j’ai pu bénéficier de la part de nombreuses personnes. Je tiens à remercier en premier lieu Mlle ZOUHAIRI Rajae de m’avoir offert l’opportunité d’effectuer un stage au sein de la Société Marocaine de Construction Automobiles (SOMACA). Mes sincères gratitudes sont destinées à mes encadrants Monsieur SEDDOUKI Abbas de la Faculté des Sciences et Techniques de Fès et Monsieur BOUTAYEB Messaoud de la SOMACA, ainsi à la personne qui m’a fait le suivi Monsieur ALBOUCH Bouchaîb dans l’UET Centrale Thermique, qui m’a prêté disponibilité et savoir-faire tout au long de la période du stage, de m’avoir donné les éléments de base sur mon projet de fin d’études, et d’avoir supervisé mon travail dans l’atelier. Je me dois également d’adresser mes reconnaissances à ma chère sœur Ilham de son aide, de même à mon professeur Monsieur Haouache Saïd pour ses explications. Enfin, je témoigne de mes remerciements les plus profonds à ceux que je nomme mes instituteurs, le personnel de l’atelier pour leur assistance, leur suivi, et pour m’avoir consacré une partie de leur temps pour veiller sur l’enrichissement de mes informations. Merci, merci et encore merci… FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 4 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 Table des matières TABLE DES MATIERES .................................................................................................................................................. 4 LISTE DES FIGURES ...................................................................................................................................................... 6 LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................................................... 7 INTRODUCTION .......................................................................................................................................................... 8 CHAPITRE I : PRÉSENTATION DE LA SOCIÉTÉ MAROCAINE DE CONSTRUCTION AUTOMOBILES ................................... 9 I-1 HISTORIQUE ............................................................................................................................................................... 9 I-2 MISSIONS ................................................................................................................................................................. 10 I-3 ACTIVITÉS ................................................................................................................................................................. 10 I-4 ORGANIGRAMME .................................................................................................................................................... 12 I-5 PROCESSUS DE PRODUCTION A LA SOMACA ........................................................................................................... 13 I-5-1 TÔLERIE ............................................................................................................................................................ 13 I-5-2 PEINTURE ......................................................................................................................................................... 14 I-5-3 MONTAGE ........................................................................................................................................................ 15 CHAPITRE II : DESCRIPTION DE LA ZONE D’ÉTUDE ..................................................................................................... 16 II-1 DESCRIPTION DE LA CENTRALE THERMIQUE .......................................................................................................... 16 II-2 DESCRIPTION DU CIRCUIT ACTUEL .......................................................................................................................... 17 II-2-1 CHAUDIÈRES ................................................................................................................................................... 17 II-2-2 BACHE ALIMENTAIRE ...................................................................................................................................... 18 II-2-3 ÉCHANGEURS .................................................................................................................................................. 18 II-2-4 RÉSERVOIR EAU DEMINERALISÉE.................................................................................................................... 19 II-2-5 RÉSERVOIR EAU CHAUDE ................................................................................................................................ 19 II-2-6 POMPES .......................................................................................................................................................... 19 II-3 PRODUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE .......................................................................................................... 20 II-4 PROBLÉMATIQUES .................................................................................................................................................. 20 CHAPITRE III : ÉTUDE TECHNIQUE DU PROJET ........................................................................................................... 21 III-1 SCHÉMA DIRECTEUR DE LA CENTRALE THERMIQUE .............................................................................................. 21 III-1-1 OBJECTIFS DU SCHÉMA DIRECTEUR ............................................................................................................... 21 III-1-2 PLANNING DE CONTRÔLE DES PMP D’UET CENTRALE THERMIQUE .............................................................. 22 III-1-3 DIAGNOSTIC DE L’UET CENTRALE THERMIQUE ............................................................................................. 22 III-1-4 SÉCURITÉ CHAUDIÈRES (MAINTENANCE PREVENTIVE SÉCURITÉ) ................................................................. 23 III-1-4-1 TEST SOUPAPE DE SECURITÉ ..................................................................................................................................... 23 III-1-4-2 TEST MANQUE D’EAU PAR ÉLECTRODE ..................................................................................................................... 23 III-1-5 SUGGESTIONS ET RECOMMANDATIONS ....................................................................................................... 24 III-1-5-1 ENTRETIEN PREVENTIF SELON LES PARAMETRES ...................................................................................................... 24 III-1-5-2 CALORIFUGEAGE DES VANNES VAPEUR .................................................................................................................... 25 III-1-5-3 DÉPRESSION DE LA CHEMINÉE .................................................................................................................................. 26 III-1-5-4 INSTALLATION D’UNE GAINE MONTÉE AVEC LE BRÛLEUR ........................................................................................ 26 III-1-5-5 INSTALLATION D’UN BAC D’EXPANSION ................................................................................................................... 27 III-1-5-6 CRÉATION D’UNE SALLE DE CONTRÔLE ..................................................................................................................... 27 III-2 CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN SYSTÈME DE PRODUCTION D’EAU CHAUDE .................................... 28 III-2-1 OBJECTIFS DU SYSTÈME ................................................................................................................................. 28 III-2-2 SOLUTION PROPOSÉE .................................................................................................................................... 28 III-2-3 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ................................................................................................................... 30 FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 5 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 III-2-4 DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME ................................................................................................................ 30 III-2-4-1 SURFACE D’ÉCHANGE DU SERPENTIN A PLAT ........................................................................................................... 30 III-2-4-2 POMPES ..................................................................................................................................................................... 35 III-2-4-3 PURGEUR ................................................................................................................................................................... 35 III-2-4-4 MANOMÈTRE ET THERMOMÈTRE ............................................................................................................................. 35 III-2-4-5 VANNE PNEUMATIQUE ............................................................................................................................................. 35 III-2-4-6 RÉGULATEUR DE TEMPÉRATURE (THERMOSTAT A PLONGEUR) ............................................................................... 36 III-2-5 CONCEPTION ET RÉALISATION FINALE DU SYSTÈME ............................................... Erreur ! Signet non défini. III-3 ÉTABLISSEMENT D’UN SYSTÈME DE CHAUFFAGE EAU D’ALIMENTATION CHAUDIÈRES ........................................ 36 III-3-1 OBJECTIFS DU SYSTÈME ................................................................................................................................. 36 III-3-2 SOLUTION PROPOSÉE .................................................................................................................................... 36 III-3-3 MODE DE FONCTIONNEMENT ....................................................................................................................... 38 III-3-4 DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME ................................................................................................................ 39 III-3-4-1 CONDUITES ................................................................................................................................................................ 39 III-3-4-2 POMPES ..................................................................................................................................................................... 39 III-3-4-3 FILTRE D’ASPIRATION ................................................................................................................................................ 42 III-3-4-4 VANNES ..................................................................................................................................................................... 42 III-3-4-5 CLAPET ANTI-RETOUR ............................................................................................................................................... 42 III-3-4-6 SERPENTIN ÉCONOMISEUR ....................................................................................................................................... 43 III-3-4-7 SOUPAPE DE SECURITÉ .............................................................................................................................................. 43 III-3-4-8 DÉGAZEUR EN CASCADE - DIFFUSEUR ....................................................................................................................... 43 III-3-4-9 THERMOSTAT A PLONGEUR ...................................................................................................................................... 44 III-3-5 REPRÉSENTATION FINALE DU SYSTÈME ......................................................................................................... 44 CHAPITRE IV : ÉTUDE TECHNICO-ÉCONOMIQUE DU PROJET ..................................................................................... 45 IV-1 COÛT D’INVESTISSEMENT DU PROJET ................................................................................................................... 45 IV-1-1 COÛT D’INVESTISSEMENT DU SYSTÈME DE PRODUCTION D’EAU CHAUDE .................................................. 45 IV-1-2 COÛT D’INVESTISSEMENT DU SYSTÈME DE CHAUFFAGE EAU ALIMENTATION CHAUDIÈRES ....................... 46 IV-2 GAINS DU NOUVEAU PROJET................................................................................................................................. 46 IV-2-1 GAIN DU PROJET - SYSTÈME DE PRODUCTION D’EAU CHAUDE .................................................................... 46 IV-2-2 GAIN DU PROJET - SYSTÈME DE CHAUFFAGE EAU ALIMENTATION CHAUDIÈRES ......................................... 46 IV-2-2-1 NOMBRE D’HEURES DE FONCTIONNEMENT A GAGNER ........................................................................................... 46 IV-2-2-2 GAIN ANNUEL DU PROJET ......................................................................................................................................... 48 APPORTS DE STAGE ET TRAVAUX EFFECTUÉS ............................................................................................................ 49 APPORTS DE STAGE ....................................................................................................................................................... 49 TRAVAUX REALISÉS ....................................................................................................................................................... 49 CONCLUSION GÉNÉRALE ........................................................................................................................................... 50 BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................................................................................... 51 WEBOGRAPHIE ......................................................................................................................................................... 51 ANNEXE .................................................................................................................................................................... 52 PLAN DE MASSE DE LA SOMACA ................................................................................................................................... 52 FORMULES .................................................................................................................................................................... 53 TABLEAUX ..................................................................................................................................................................... 54 DIAGRAMMES ............................................................................................................................................................... 57 CATALOGUES ................................................................................................................................................................ 58 ABRÉVIATIONS .............................................................................................................................................................. 67 DÉFINITIONS ET TERMINOLOGIES ................................................................................................................................. 68 COMBUSTIBLES ............................................................................................................................................................. 68 FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 6 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 Liste des figures Figure 1 : DACIA Logan (L90) ............................................................................................................................ 11 Figure 2 : Déroulement des activités ............................................................................................................... 11 Figure 3 : Organigramme de la SOMACA ......................................................................................................... 12 Figure 4 : Organigramme du département ...................................................................................................... 12 Figure 5 : UET de l'atelier tôlerie ..................................................................................................................... 13 Figure 6 : Schéma de Tunnel de Traitement de Surface .................................................................................. 14 Figure 7 : Schéma de la ligne de montage ....................................................................................................... 15 Figure 8 : Schéma de production de la centrale thermique ............................................................................ 17 Figure 9 : Implantation centrale thermique .................................................................................................... 21 Figure 10 : Test manque d'eau par électrode .................................................................................................. 23 Figure 11 : Appareils Ultrason .......................................................................................................................... 25 Figure 12 : Gaine montée au brûleur ............................................................................................................... 26 Figure 13 : Bac d'expansion ............................................................................................................................. 27 Figure 14 : Panelview ....................................................................................................................................... 27 Figure 15 : Implantation de la nouvelle installation ........................................................................................ 28 Figure 16 : Dessin système de production d'eau chaude ................................................................................ 29 Figure 17 : Purgeur ........................................................................................................................................... 35 Figure 18 : Vanne Pneumatique....................................................................................................................... 36 Figure 19 : Thermostat à Plongeur .................................................................................................................. 36 Figure 20 : Système de production d'eau chaude ..................................................... Erreur ! Signet non défini. Figure 21 : Dessin système de chauffage eau d'alimentation chaudières ....................................................... 37 Figure 22 : Schéma explicatif du gain en température .................................................................................... 38 Figure 23 : Filtre d'aspiration ........................................................................................................................... 42 Figure 24 : Vanne ............................................................................................................................................. 42 Figure 25 : Clapet Anti-retour .......................................................................................................................... 42 Figure 26 : Serpentin en insert ......................................................................................................................... 43 Figure 27 : Soupape de sécurité ....................................................................................................................... 43 Figure 28 : Dégazeur en Cascade ..................................................................................................................... 44 Figure 29 : Thermostat à Plongeur .................................................................................................................. 44 Figure 30 : Système de chauffage eau d'alimentation chaudières ............................ Erreur ! Signet non défini. Figure 31 : Plan de masse de la SOMACA ........................................................................................................ 52 FST Fès Saiss : Cycle Ingénieur Conception Mécanique et Innovation SOMACA Casablanca 7 Projet réalisé par : DBIYA Youssef Stage effectué du 7 Fév. au 12 Juin 2011 Liste des tableaux Tableau 1 : Postes de la Centrale Thermique uploads/Ingenierie_Lourd/ conception-et-dimensionnement-dbiya-youssef-1730.pdf