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Université Sidi Mohammed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques www.fs

Université Sidi Mohammed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques www.fst-usmba.ac.ma ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- Faculté des Sciences et Techniques - Fès  B.P. 2202 – Route d’Imouzzer – FES  212 5 35 60 80 14 ; Fax : 212 5 35 60 82 14 Année Universitaire : 2014-2015 Master Sciences et Techniques GMP Génie des Matériaux et des Procédés MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Pour l’Obtention du Diplôme de Master Sciences et Techniques Titre Présenté par: - M. KHOUBANE Lahoucine Encadré par: - M. H.SOUHA (FST-Fès) - M. Z.HAFID (OCP) Soutenu Le 25 Juin 2015 devant le jury composé de: - M. K.NOURDDINE IDRISSI - M. A.LHASSANI - M. H.SOUHA Stage effectué à : Laboratoire de recherche et développement chez OCP-Khouribga La mise au point d’un procédé de consolidation des boues de lavage et de flottation des phosphates par floculation Université Sidi Mohammed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques www.fst-usmba.ac.ma 1 Remerciements Notre projet de Fin d’Etudes n’est nullement le fruit d’un travail personnel, mais collaboration directe ou indirecte d’un certain nombre de personnes auxquelles nous tenons à présenter nos remerciements : J’ exprime ma profonde gratitude à mon encadrant, Mr Hammou SOUHA, professeur à FST, pour sa disponibilité tout au long de notre stage, pour son soutien permanent, pour le temps précieux qu’il nous a consacrée ainsi que pour les remarques pertinentes qui ont permis l’amélioration continue de ce document. Mes remerciements également au Professeur, H.SOUHA Président du jury, ainsi que nos honorables Professeurs et membres du jury: Mr K.N.IDRISSI et Mr A.LHASSANI qui m’a fait l’honneur de juger ce travail. Je tiens vivement à remercier mon encadrant à la recherche et développement du Groupe OCP Monsieur Z.HAFID et le Chef du service ICR/GM. Ainsi que Monsieur A.BOUALI et Monsieur A.ELYAZGHI pour le soutien permanent qu’ils m’ont apporté non seulement par les moyens qu’ils ont mis à ma disposition mais aussi et surtout par leurs conseils constructifs et par leur disponibilité dont ils ont fait preuve afin de résoudre les problèmes qui entravaient l’avancement de mon projet.. Je remercie également Mr A.MARZOUK, Mr I.ATTA, Mr M.JAHBLI pour leur serviabilité. et nous ne saurions oublier dans ces remerciements toutes les personnes qui ont contribué à l’aboutissement de ce travail. Mes remerciements et ma considération, les plus sincères, vont à tout le corps professoral du Département chimie. Que nos honorables Professeurs trouvent ici l’expression de mon respect et ma reconnaissance, sans oublier de rendre grâce à la gentillesse et les efforts louables dont fait preuve le personnel de l’administration du département chimie afin d’instaurer un échange bénéfique entre les étudiants et les professeurs. Rapport de stage 2015 2 Introduction Générale ................................................................................................................................. 8 I. Problématique et description du mode de gestion actuel des boues...................................................... 10 1. Provenance des boues .............................................................................................................................. 10 2. Stockage des boues .................................................................................................................................. 11 2.1 Soutirage des boues ................................................................................................................................ 11 2.2 Bassins de stockage des boues (bassins d’épandage) ............................................................................... 11 2.2. Bassins de stockage de l’eau récupérée .................................................................................................. 12 3. Solution Proposée .................................................................................................................................... 12 II. Présentation de l’organisme d’accueil et processus de la laverie de Youssoufia ................................. 13 1. Présentation de l’organisme d’accueil ..................................................................................................... 13 1.1. Le groupe OCP-SA .......................................................................................................................... 13 1.1.1. Généralités ......................................................................................................................................... 13 1.1.2. Présentation de centre de recherche et développement ........................................................................ 13 1.1.3. Situation géographique ....................................................................................................................... 14 1.1.4. Historique .......................................................................................................................................... 14 1.1.5. Organigrammes .................................................................................................................................. 15 1.1.6. Activité .............................................................................................................................................. 15 1.2. Description de lavage de la laverie d’Youssoufia ................................................................................... 16 1.2.1. Définition et but de lavage :................................................................................................................ 16 1.2.2. Principale phases de lavage : .............................................................................................................. 17 III. Etude bibliographique......................................................................................................................... 18 3.1 Floculation ............................................................................................................................................. 18 3.1.1 Introduction ........................................................................................................................................ 18 3.1.2 Principe : ............................................................................................................................................ 19 3.1.3. Réactifs minéraux .............................................................................................................................. 19 3.1.4. Doses de réactifs minéraux à employer ............................................................................................... 20 3.1.5. Mise en ouvre des réactifs minéraux ................................................................................................... 20 3.1.6. Mise on œuvre des poly électrolytes ................................................................................................... 20 3.2. Plan d’expérience .................................................................................................................................. 21 IV. Mise en place d’un mode opératoire de consolidation des boues par floculation .............................. 23 4.1. Introduction .......................................................................................................................................... 23 4.2. 1éré partie : Objet et principe de la méthode............................................................................................ 23 4.2. 2émé partie : Mode opératoire des essais et des calculs ............................................................................ 24 4.3. Mesure de l’impact des différents paramètres sur la récupération de l’eau .............................................. 25 Rapport de stage 2015 3 4.3.1. Réalisation du premier plan de criblage .............................................................................................. 25 4.4. Plan de surface ou plan d’optimisation .................................................................................................. 32 4.1.1. Plan d’expérimentation....................................................................................................................... 32 4.1.2.Analyse des données ........................................................................................................................... 35 4.4. Etude cinétique avec et sans floculant.................................................................................................... 37 4.4.1. Mode Opératoire ................................................................................................................................ 37 4.4.2. Courbes de sédimentation................................................................................................................... 38 4.4.3. Interprétation des résultats : ................................................................................................................ 39 V. Implantation d’un procédé de consolidation des boues ....................................................................... 40 5.1. Dimensionnement des équipements ....................................................................................................... 40 5.1.1. Station de floculation ......................................................................................................................... 40 5.1.2. Les Pompes ....................................................................................................................................... 46 VI. Extrapolation industriel du procédé ................................................................................................... 51 6.1. Capitale amortissable ............................................................................................................................ 51 6.2. Estimation du besoin en capital par la méthode de Peters-Timmerhaus : ................................................ 52 6.3. Gains espéré ..................................................................................................................................... 54 Conclusion.................................................................................................................................................. 56 Rapport de stage 2015 4 Tableaux Tableau 1 : Description des facteurs de premier plan de criblage……………………………………25 Tableau 2 : Plan d’expérimentation de premier plan de criblage…………………………………….28 Tableau 3 : Description des facteurs de 2éme plan de criblage………………………………………..30 Tableau 4 : Description des facteurs de 2éme plan de criblage………………………………………..30 Tableau 5 : Plan d’expérimentation de plan de surface……………………………………………...33 Tableau 6 : La validité du module……………………………………………………………………33 Tableau 7 : Qualité du modèle ……………………...……………………………………………......34 Tableau 8 : Coordonnées de l’optimum………………………………………………………………35 Tableau 9 : Le pourcentage de récupération de l’eau trouvé par désirabilité………………………..35 Tableau 10 : Les coordonnées de l’optimum…………………………………………………………36 Tableau 11 : Taux de récupération de l’eau de chaque floculant testé……………………………….37 Tableau 12 : Caractéristiques du point optimal du F6………………………………………………41 Tableau 13 : Caractéristiques de la station de floculation…………………………………………....42 Tableau 14 : Caractéristiques des pompes……………………………………………………………50 Tableau 15 : Capital amortissable…………………………………………………………………….52 Tableau 16 : Cout opératoire en MDh /an……………………………………………………………54 Rapport de stage 2015 5 Figures Figure 1: schéma simplifié d’un décanteur ………………………………………………………….10 Figure 2: schéma simplifié d’une digue …………………….………………...…………………......11 Figure 3: Schéma de fonctionnement d’une cheminée………………………….……………………12 Figure 4: bassin de stockage l’eau récupérer…………………………………………………………12 Figure 5: Carte des principaux sites d’implantation d'OCP-SA au Maroc……….…………………..14 Figure 6: Organigramme de l’OCP-SA………………………………………………………………15 Figure 7: Etapes de traitement de phosphates………………………………………………………...17 Figure 8: Les chaines de lavage avec débourbeur et hydro classificateur……………………………17 Figure 9: Représente le phénomène de formation des flocs………………………………………….19 Figure 10 : balance et l’agitation de floculant …………………………………………………….…24 Figure 11: agitateur et malaxeur ……………………………………………………………….…….26 Figure 12: drainage a l’aide d’un tamis ...............................................................................................27 Figure 13: récupération de l’eau dans un éprouvette de 500 ml .…...………………………………..27 Figure 14: essais de sédimentations…………………………………………………………………..38 Figure 15: Courbe de sédimentation des boues avec et sans floculant……………………………….39 Figure 16: Station de floculation à trois bacs………………………………………………………....40 Figure 17: Schéma des injections a la conduite………………………………………………………43 Figure 18: Les vecteurs vitesses de la configuration 1……………………………………………….44 Figure 19: Les vecteurs vitesses de la configuration 2……………………………………………….45 Figure 20: Les vecteurs vitesses de la configuration 3……………………………………………….45 Figure 21: pompes centrifuge et volumétrique ………………………………………………….….. 46 Figure 22: Schéma simplifié du circuit……………………………………………………………….47 Figure 23: Diagramme de Moody…………………………………………………………………….50 Figure 24: Puissance des pompes centrifuges et alternatives………………………………………...52 Figure 25: Prix des pompes…………………………………………………………………………...54 Rapport de stage 2015 6 Abréviation OCP: office chérifienne des phosphates. BPL: tri-calcium phosphate (bone phosphate of lime). N.B : Noter Bien PME: Petit et Moyen Entreprise DAP : (Di-Ammonium Phosphate) Ts : Taux de Solide en (%) A.N : Application Numérique Ms : masse du solide dans la pulpe (en g) Mp : masse de la pulpe (en g) mf : masse de floculant Vi: le volume du floculant injecté pour l’essai (ml) Vr: volume d’eau lu sur l’éprouvette (ml). Vp: Volume de la pulpe. Mp: Masse de la pulpe. Ms: Masse du solide dans la pulpe TR: Taux de récupération de l’eau. C.S : consommation spécifique en (g/t) C.V : concertation volumique en (g/l) tp: temps d’agitation en (s) F6: Floculant Numéro 6. AF : Avec Floculant. SF : Sans Floculant. Q : débit en (m3/h). Rapport de stage 2015 7 D: diamètre en (m) S: surface en (m2) HMT: Hauteur Manométrique Totale Pa: pression en point A. Va: la vitesse en point A (m/s) Za: distance à partir du point Z=0 en (m). Jasp: Pertes de charges dans la conduite d’aspiration (Pa) Jref: Pertes de charges dans la conduite de refoulement (Pa) Jvan: Pertes de charges dans les vannes de régulation (Pa) µ: viscosité dynamique de l’eau µeau =1.003 mPa.s Re: nombre de Reynolds. VA : Le Bénéfice actualisé ou la valeur actuelle nette I: investissement total. fd: fond de roulement. Vr: valeur résiduelle P: l’indice de l’année p. N: durée de vie du projet. CFp: le cash flow de l’année P. Vp: les recettes de l’année P. Dp: les dépenses de l’année P. Ap: dotation pour provision aux amortissements de l’année P. FFp: le frais financier de l’année P. Ip: l’investissement de l’année P. Rapport de stage 2015 8 Introduction Générale Au cours des dernières années, l’usage optimisé de l’eau est devenu un élément stratégique de ses projets industriels qui sont en train d’être intégré harmonieusement dans un nouveau concept d’investissement le plus respectueux de l’environnement. Le Groupe a mis en place des programmes qui valorisent mieux les ressources en eau y uploads/Ingenierie_Lourd/ la-mise-au-point-d-x27-un-procede-khoubane-lahoucine-2886-pdf.pdf