Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur Matériaux

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur Matériaux ETUDE D’UN DISPOSITIF DE PROTECTION CATHODIQUE DES PIPELINE D’AMBATOVY ALIMENTÉ PAR ÉNERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Présenté par : Mr Lovaniaina Sylvain RAKOTONDRAIBE Sous la direction de : Mr Andriambala RANAIVOSON Promotion « Hasimbola » 2009 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département : SCIENCE DES MATERIAUX ET METALLURGIE Option : SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX Premier Partenaire des Professionnels ************************************ ----- o O o ----- Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur Matériaux Présenté par : Mr Lovaniaina Sylvain RAKOTONDRAIBE Membres de Jury : Président : Mr Philippe ANDRIANARY, Professeur et Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo Rapporteur : Mr Andriambala RANAIVOSON, Maître de Conférences à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo Examinateurs : • Mr Michel RANARIVELO, Maître de Conférences et chef du Département Science des Matériaux et Métallurgie à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo • Mr Velomanantsoa Gabriely RANAIVONIARIVO, Professeur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo • Mr Frédéric RANDRIANARIVELO, Maître de Conférences à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo Date de soutenance : Vendredi 04 juin 2010 Promotion « Hasimbola » 2009 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département : SCIENCE DES MATERIAUX ET METALLURGIE Option : SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX Premier Partenaire des Professionnels ************************************ ----- o O o ----- ETUDE D’UN DISPOSITIF DE PROTECTION CATHODIQUE DES PIPELINE D’AMBATOVY ALIMENTÉ PAR ÉNERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 i Remerciements A l’issue de mon mémoire et mes études, qui constituent pour moi un tremplin vers la vie professionnelle, je ne saurais taire mes sentiments dans la mesure où ma réussite est le fruit d’une synergie de plusieurs personnes de bonne volonté. Cet ouvrage a pu être réalisé grâce à la bénédiction et à la bienveillance de notre seigneur Dieu, pour qui mes louanges ne cesseront. Mes vifs remerciements s’adressent plus particulièrement à l’endroit de : Monsieur Philippe ANDRIANARY, Professeur et Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), qui m’a autorisé à faire cette soutenance. Les honorables Membres du Jury de ce mémoire: • Monsieur Michel RANARIVELO, Maître de conférences et chef du Département Science des Matériaux et Métallurgie (SMM) et qui nous a fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire ; • Monsieur Velomanantsoa Gabriely RANAIVONIARIVO, Professeur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo ; • Monsieur Frédéric RANDRIANARIVELO, Maître de conférences à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo ; Monsieur Andriambala RANAIVOSON, Maître de conférences à l’ESPA, qui a encadré mon travail et m’a fait partager son enthousiasme. Un énorme merci pour sa disponibilité sans bornes, pour tout son soutien moral et pédagogique durant l’élaboration de ce mémoire. Mes remerciements vont aussi au personnel du laboratoire de l’ESPA. Je ne saurais oublier tous mes enseignants à l’ESPA, qui m’ont instruit tout au long de ces cinq années d’étude. Enfin, j’ai une pensée noble et pleine de gratitude à l’endroit de mes chers parents, mes sœurs, mon frère pour leur soutien moral, matériel et spirituel et aussi à tous les membres de ma famille. Mes remerciements s’adressent également à tous ceux qui, de près et de loin, ont contribué à la réussite de ce mémoire, j’adresse mes remerciements les plus respectueux. Mes respects à tous !! Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 ii Sommaire Remerciements Sommaire Liste des tableaux Liste des figures Liste des abréviations Liste des annexes Introduction A. Historique B. Structure du projet C. Les activités du projet A. Technologie de production de Nickel-Cobalt B. Matériaux de pipeline C. Technologie de protection contre la corrosion D. La protection cathodique A. Détails de calcul de la protection cathodique B. Présentation du progiciel de calcul sur la protection cathodique par énergie photovoltaïque C. Essais en laboratoire Conclusion Bibliographie et webographie Annexes Partie I Partie II Partie III PRESENTATION DU CAMPAGNE D’INFORMATION A AMBATOVY DE PHELPS DODGE MADAGASCAR ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES METHODOLOGIE DE CALCULSUR LA PROTECTION CATHODIQUE Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 iii Liste des tableaux Tableau 1 : Les caractéristiques des différentes phases………………………………… Tableau 2 : Nuances d'aciers inoxydables couramment employées…………………… Tableau 3 : Les caractéristiques mécaniques selon API Line Pipe-5L………………… Tableau 4 : Les propriétés chimiques des tubes………………………………………… Tableau 5 : Potentiel standard par rapport à l’électrode d’hydrogène ……………… Tableau 6 : Potentiels des métaux par rapport à l’électrode Cu/CuSO4……………… Tableau 7 : Comparaison entre les deux systèmes de protection cathodique…………… Tableau 8 : Densité de courant en pratique……………………………………………... Tableau 9 : Comparaison des différents types d'anodes sacrificielles………………… Tableau 10 : Comparaison entre anodes sacrificielles et anodes à courant imposé…… Tableau 11 : Formule de la résistance anodique………………………………………… Tableau 12 : Les caractéristiques de la canalisation…………………………………… Tableau 13 : Caractéristiques des déversoirs……………………………………………. Tableau 14 : Résultat de dimensionnement………………………………………………. Tableau 15 : Matériels nécessaires pour l’essai………………………………………… 15 22 23 24 36 37 41 42 44 49 51 60 61 74 78 Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 iv Liste des figures Figure 1 : Figure 2 : Figure 3 : Figure 4 : Figure 5 : Figure 6 : Figure 7 : Figure 8 : Figure 9 : Figure 10 : Figure 11 : Figure 12 : Figure 13 : Figure 14 : Figure 15 : Figure 16 : Figure 17 : Figure 18 : Figure 19 : Figure 20 : Figure 21 : Figure 22 : Figure 23 : Figure 24 : Figure 25 : Figure 26 : Figure 27 : Figure 28 : Figure 29 : Figure 30 : Figure 31 : Structure du projet……………………………………………………….. Site de la mine …………………………………………………………… Tracé du pipeline ………………………………………………………... Modèle de l'usine de traitement au sud de Toamasina………………….. Cadre géographique de gisement de Moramanga……………………… Organigramme d’obtention de produit…………………………………. Procédé hydrométallurgique de récupération de nickel et cobalt……… Pipeline…………………………………………………………………... Diagramme fer-carbone…………………………………………………. Structure d’un Haut fourneau…………………………………………………. Convertisseur à soufflage (procédé LWS et OBM)………………………... Four électrique à arc………………………………………………………….. Pose de l’isolation thermoplastique en polyéthylène…………………… Coulée par centrifuge…………………………………………………… Mise en forme des tôles………………………………………………… Soudage par HFI………………………………………………………… Pompe à pulpe haute pression…………………………………………… Mécanisme de corrosion…………………………………………………. Rivetage de tôles d’aluminium et de cuivre……………………………… Pile de volta……………………………………………………………… Expérience d’Evans…………………………………………………….. La piqûration ………………………………………..…………………. Diagramme d’Ellingham des principaux métaux………………………… Diagramme de Pourbaix du fer (simplifié) ………………………………… Protection anodique par courant imposé…………………………………… Protection cathodique par anode sacrificielle……………………………… Anode en magnésium de 10 kg………………………………………………. Protection cathodique par courant imposé………………………………… Facteur de correction pour le calcul de la résistance équivalente……….. Redresseur type RDA…………………………………………………………… Schéma typique d’un poste de soutirage……………………………………... 3 4 4 5 8 10 11 13 17 19 20 21 25 25 26 27 27 30 31 31 32 33 37 38 39 43 47 48 53 54 55 Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 v Figure 32 : Figure 33 : Figure 34 : Figure 35 : Figure 36 : Figure 37 : Figure 38 : Figure 39 : Figure 40 : Figure 41 : Figure 42 : Figure 43 : Figure 44 : Figure 45 : Système de la protection cathodique alimenté par énergie solaire………. Association en série de deux batteries…………………………………...…... Association en parallèle de deux batteries…………………………………. Poste de soutirage avec module de télésurveillance et contrôle de potentiel ………………………................................................................... Raccordement de tuyau………………………………………………………. Lieu d’implantation des postes de soutirage………………………………… Schéma typique d’implantation des équipements de soutirage…………… Interface de calcul du dimensionnement du pipeline transportant la pulpe………………………………………………………………………………. Interface de calcul du dimensionnement du pipeline transportant les rejets………………………………………………………………………………. Pile Fer-Cuivre………………………………………………………………... Acier corrodé………………………………………………………….......... Courbe d’intensité en fonction du temps…………………………………… Pile Fer-Zinc………………………………………………………………….. Oxydation de Zinc…………………………………………………………….. 56 57 57 59 64 65 71 76 77 79 79 80 81 82 Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 vi Liste des abréviations a AFNOR API C CC Céq CFC CODETI Da DDC dp Dt Dv e ECj Ei ESPA F g ha HB HFI I Is K k kd kg km kp L : activité chimique : association française de la normalisation : American Petroleum Institut : Capacité réelle du parc batterie, en Ah : cubique centré : carbone équivalent : cubique face centré : Code de Dimensionnement des Tuyauteries Industrielles : Diamètre d’anode, en mm : densité de courant, en mA/m2 : profondeur de la piqure, en mm : Diamètre du tube, en mm : Durée de vie, en année : épaisseur de tube, en mm : consommation énergétique journalière, en [Wh/j] : ensoleillement du lieu, en [kWh/j] : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo : Constante de Faraday : Accélération de la pesanteur, en m .s-2 : hectare : dureté Brinell : Induction à Haute Fréquence : Intensité du courant, en A : courant de soutirage, en A : Coefficient de perte de charge singulière : constante dépendant de l’alliage et des conditions : Coefficient de décharge : 0,7. : kilogramme : kilomètre : coefficient qui tient compte des pertes : Longueur du tube, en m Mémoire de fin d’étude Science et Ingénierie des Matériaux RAKOTONDRAIBE Lovaniaina Sylvain – Promotion 2009 vii uploads/Science et Technologie/ rakotondraibelovaniainas-espa-ing-10.pdf