REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix-Travail-Patrie
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REPUBLIC OF CAMEROON Peace-Work-Fatherland
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MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR UNIVERSITE DE
DOUALA
INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE
MINISTRY OF HIGHER EDUCATION UNIVERSITY OF
DOUALA
THE UNIVERSITY INSTITUTE OF TECHNOLOGY
DEPARTEMENT DU GENIE THERMIQUE ET ENERGIE BP. 8698
-Tél. : 33 40 74 85 -Fax. : 33 40 24 82 -URL :
WWW.iut.udouala.cm DIPLOME
UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE RAPPORT DE STAGE DE FIN DE CYCLE
THEME :
OPTIMISATION DES PERFORMANCES
DU REFROISSEUR D'EAU DE LA
BOULANGERIE «PATRICIA»
Stage effectué du 10 Juin au 15 Aout 2014 chez EDS Sarl
en vue de l'obtention du Diplôme Universitaire de Technologie (DUT) en
Génie Thermique et Energie (GTE)
Rapport rédige et soutenu par :
TANG NDJAKALACK Derrick
Sous l'encadrement :
Académique de : Dr. TAMBA
Enseignant à l'IUT de Douala
Professionnel de :
Ing. MODJO MAMA Nino
Responsable Technique à EDS
Année académique 2013-2014
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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SOMMAIRE
AVANT PROPOS IV
REMERCIEMENTS VI
DEDICACE VII
RESUME VIII
ABSTRACT IX
INTRODUCTION GENERALE 1
CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCEUIL
2
A- PRESENTATION D'EDS SARL 2
I- PRESENTATION 2
II- NOS SERVICES 2
III- ORGANIGRAMME OPERATIONNEL 3
IV- COORDINATIONS DES TRAVAUX 4
V- METHODOLOGIE D'EXECUTION DES TRAVAUX 4
VI- MOYENS MATERIELS ET LOGISTIQUES 5
VII- SYSTEME DE MANAGEMENT QHSE (Qualité
Hygiène Sécurité Environnement) 6
1. Qualité du matériel et des travaux
6
2. Hygiène 6
3. Sécurité 6
4. Protection de l'environnement 7
B- PRESENTATION SOMMAIRE DE LA BOULANGERIE PATRICIA 7
1. PRESENTATION DES REFROIDISSEURS D'EAU 7
2. LES ETAPES DE LA FABRICATION DU PAIN 9
3. PROBLEMATIQUE 10
4. Constats 10
5. Propositions 10
CHAPITRE II : REVUE DE LA LITTERATURE :
généralités sur les refroidisseurs d'eau
11
I- GENERALITES 11
II- LES GRANDES PRINCIPES D'INSTALLATIONS DE REFROIDISSEMENT
DE L'EAU
11
1. Les installations de refroidissement par voie humide ou
évaporatif
12
2. Les installations par voie sèche et humide
12
3. Les installations de refroidissement en utilisant l'air
sec 12
4. Les installations de refroidissement par eau en circuit
ouvert 13
III- TABLEAU DE COMPARAISON DES DIFFERENTES SOLUTIONS
D'INSTALLATION
DE REFROIDISSEMENT D'EAU 13
IV- LES INSTALLATIONS DE REFROIDISSEMENT UTILISANT UN GPEGCA
17
II
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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1. Description 17
2. Schématisation et principe de fonctionnement
17
a. schématisation 17
b. principe de fonctionnement 18
CONCLUSION 18
CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES
19
I- MATERIELS 19
1. Présentation du refroidisseur 19
2. Principe de fonctionnement 20
3. Schéma de principe 20
II- METHODES 22
1. Le diagramme Pieuvre 22
2. Le diagramme FAST 23
3. Le diagramme d'ISHIKAWA 25
4. La méthode AMDEC 26 CHAPITRE IV :
OPTIMISATION DES PERFORMANCES DU REFROIDISSEUR D'EAU DE
LA BOULANGERIE PATRICIA 30
INTRODUCTION 30
I- ANALYSE ET INTERPRETATION DU PROBLEME 30
1. Le diagramme Pieuvre du refroidisseur 30
2. Le diagramme FAST du refroidisseur 32
3. Le diagramme d'ISHIKAWA du refroidisseur 32
4. La méthode AMDEC appliquée au refroidisseur
32
II- OPTIMISATION DE L'INSTALLATION 34
1. Régulation par tirage au vide automatique
34
a. Schéma d'installation 35
b. Principe de fonctionnement 35
2. Le détendeur thermostatique à
égalisation de pression interne 36
a. Rôle 36
b. Réglage du détendeur 36
c. Montage du détendeur 38
III- AMELIORATION DE LA MAINTENANCE DE L'INSTALLATION : plan
de maintenance
préventive 38
IV- REMARQUE ET SUGGESTION 39
CONCLUSION GENERALE 40
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 41
ANNEXES 42
III
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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AVANT PROPOS
Le souci de l'état Camerounais vis-à-vis de la
jeunesse est de lui garantir un avenir meilleur basé sur des valeurs
morales fiables à travers l'éducation. C'est pour quoi bon nombre
d'établissements ont été créés.
Née de la réforme universitaire de 1992,
l'Institut Universitaire de Technologie (IUT) de Douala, crée le 23
janvier 1993 par le décret présidentiel N°008/CAB/PR assure
une formation des jeunes camerounais et étrangers, afin de fournir aux
entreprises locales et d'ailleurs des techniciens supérieurs capables
d'apporter un rendement optimal pour leur développement et leur
croissance. A cet effet, l'IUT de Douala comme toutes les grandes écoles
de formation, par son intermédiaire entre l'enseignement et
l'entreprise, est un maillon essentiel. Elle se taille une place honorable
parmi les établissements universitaires du Cameroun.
L'IUT compte deux cycles de formation avec plusieurs
filières à savoir :
- Le cycle DUT (Diplôme Universitaire de
Technologie) : Il est constitué des filières
suivantes :
· Génie Appliqué aux petites et Moyennes
Industries (GAPMO) ;
· Génie Electrique et Informatique Industriel (GEII)
;
· Génie Industriel et Maintenance (GIM) ;
· Génie Informatique (GI) ;
· Génie Logistique et Transport (GLT) ;
· Génie Mécanique et Productique (GMP) ;
· Génie Thermique et Energie (GTE) ;
· Organisation et Gestion Administrative (OGA).
- Le cycle BTS (Brevet de Technicien
Supérieur) : Il est constitué des filières
suivantes :
· Action Commerciale (ACO) ;
· Comptabilité et Gestion des Entreprise (CGE) ;
· Secrétaire Bureautique Bilingue (SBB) ;
· Electronique ;
· Electrotechnique ;
· Informatique Industrielle ;
· Génie Mécanique et Productif (GMP).
Tout étudiant, titulaire d'un DUT, d'un BTS ou
diplôme équivalent peut s'inscrire après avoir passé
au concours d'admission en cycle licence technologique.
L'étudiant de 2ème année en
fin de formation, est appelé à effectuer des travaux de bureau
d'étude technique pour la préparation à un stage
académique en entreprise qui fera l'objet d'un rapport de stage,
présenté devant un jury constitué des enseignants de l'IUT
en général.
IV
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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Ce stage permet à celui-ci d'évalue ses
connaissances théoriques et pratiques reçues pendant la
formation. Il peut par la même occasion tester ses capacités
à contourner les difficultés auxquels il sera confronté et
acquérir ainsi une expérience professionnelle.
V
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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REMERCIEMENT :
Nous tenons à exprimer notre profonde reconnaissance
à l'endroit de tous ceux qui ont participé à la
réalisation de cet ouvrage ; notamment :
· A tout le personnel administratif ainsi que le corps
enseignant de l'IUT de Douala par son Directeur, le Pr. ETAME ;
· Au Dr. NJAKOMO SALOME Directeur Adjoint de l'IUT de
Douala ;
· A tout le corps enseignant du département GTE par
son chef de département Dr. MONKAM Louis ;
· A mon encadreur académique Dr. TAMBA ;
· A M. ETEKI Edwin Directeur Général d'EDS
Sarl pour avoir voulu m'accueillir au sein de son entreprise ;
· A mon encadreur professionnel Ing. MODJO MAMA Nino pour
sa disponibilité ;
· A M. FOTIO Merlin Syclair pour sa disponibilité
;
· A tous les étudiants de DUT 2 GTE pour leur
soutient tout au long de l'année ;
· A mon feu papa NDJAKALAG Jean David pour l'oeil qu'il
garde sur moi du haut des cieux ;
· A ma mère TAMBONG APAY Lucie pour la vie qu'elle
m'a donnée et pour son soutien moral et financier ;
· A mes multiples oncles et tantes pour toute la peine
qu'ils se font pour moi ;
· A la famille MONG pour son soutien morale, financier et
matériel ;
· A ma grand-mère NGO GWETH Dorah pour ses conseils
;
· A toute la grande famille NDJAKALAG par son fondateur le
feu NDJAKALAG Jean, mon grand-père.
VI
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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DEDICACE :
Je dédie ce mémoire à mon feu papa
M. NDJAKALAG Jean David ; que ton âme repose en
paix papa.
VII
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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RESUME :
La régulation occupe une place très importante
dans les systèmes de refroidissement ; surtout à notre
époque où les procédés demandent beaucoup plus de
précision. C'est une situation qu'on peut clairement expliquer. Comme
nous le savons, la régulation permet de contrôler
l'évolution d'une grandeur physique telle que : la température,
la pression, l'hygrométrie, ...etc. Ainsi lorsqu'on a une installation
comportant un bon système de régulation, on peut adapter la
production de cette installation à nos besoins de manière
à éviter de gaspiller de l'énergie inutilement. Au vu de
tout cela et étant donné qu'aujourd'hui l'énergie devient
de plus en plus rare et cher, nous constatons qu'il est très important
de veiller à ce que chaque système de refroidissement ait un
système de régulation de très bonne qualité. Pour
des installations déjà en fonctionnement et qui présentent
des défaillances comme dans notre cas, les méthodes de
diagnostiques qui sont celles que nous avons utilisé ici, consistent
à établir : le diagramme Pieuvre, le diagramme d'ISHIKAWA, le
diagramme FAST et la méthode AMDEC :
· Le diagramme Pieuvre nous a permis
d'identifier les éléments au refroidisseur pour remplir la
fonction attendue (la fonction principale) qui est de produire de l'eau
glacée.
· Le diagramme FAST nous a consentis
à identifier les techniques et le matériel nécessaire pour
réaliser la fonction principale ;
· Avec le diagramme d'ISHIKAWA nous
avons pu identifier les causes probable de la mauvaise performance du
refroidisseur ; il permet d'agir sur ces causes en employant des actions
collectives ;
· AMDEC ; cette méthode nous a
permis de ressortir les points faibles ou risque de mauvais fonctionnement du
refroidisseur et de poser des actions correctives justifiées.
La bonne utilisation de ces méthodes nous a
amené à proposer un système de régulation pour
notre installation : la régulation par tirage au vide
automatique ou automatic pump-down control ; ce système qui
consiste à vider l'évaporateur à chaque arrêt du
compresseur.
VIII
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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ABSTRACT:
The regulation occupies a very important place in the systems
of cooling; especially to our time where the processes ask for a lot more
precision. It is a situation that one can clearly explain. As we know it, the
regulation permits to control the evolution of a physical size as: the
temperature, the pressure, the hygrometry,... etc. So when one has an
installation including a good system of regulation, one can adapt the
production of this installation to our needs in order to avoid to waste the
energy uselessly. Within sight of all it and since today the energy becomes
more and more rare and dear, we note that it is very important to look after
what every system of cooling has a system of very good quality regulation. For
facilities already in working and that present some failings as in our case,
the methods of diagnostic that are those that we used here, consist in
establishing: the diagram Octopus, the diagram of ISHIKAWA, the FAST diagram
and the AMDEC method:
· The diagram Octopus allowed us to identify the
elements to the cooler of water to fill the waited function (the main function)
that is to produce frozen water.
· The FAST diagram agreed us to identify the techniques
and the necessary material to achieve the main function;
· With the diagram of ISHIKAWA we could identify the
reasons likely of the bad performance of the water cooler; he/it permits to act
on these reasons while using collective actions;
· AMDEC; this method allowed us to take out again the
weak points or risk of bad working of the water cooler and to put justified
corrective actions.
The good use of these methods brought us to propose a system
of regulation for our installation: the regulation by pull to the automatic
emptiness or automatic pump-down control; this system that consists in emptying
the evaporator to every stop of the compressor.
IX
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
INTRODUCTION GENERALE
Dans le cadre de la formation des étudiants à
l'IUT de Douala, il est prévu un stage de fin de cycle
dans une entreprise afin de renforcer leur connaissance professionnelle
à la fin duquel nous devons rédiger un rapport. C'est dans cette
lancée que nous avons effectué un stage de deux mois dans la
société EDS Sarl installé à
Bonabéri en face de l'Hôtel du Monde. C'est une
société de prestation de service qui intervient dans le domaine
du bâtiment et du résidentiel dont les principales
activités sont l'audit et la maintenance des installations
électriques, le câblage des réseaux informatiques et
téléphoniques, les travaux de froid et climatisation, le groupe
électrogène ; et constitue également un point de vente du
matériel électrique et de froid. Ce stage s'est
déroulé du 10 juin au 15 aout 2014. Mon activité
consistait à assister des professionnels dans les différentes
interventions dans le but d'acquérir des connaissances pratiques
nécessaires. Le thème choisis pour la rédaction de ce
rapport est :
« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA » que nous allons
élucider au chapitre suivant dans la partie
«problématique». Pendant cette période, je me suis
également familiarisé avec un environnement technique et un
ensemble d'applications dans le domaine de l'énergie thermique.
Le thème traité est avéré
très intéressant et très enrichissant pour mon
expérience professionnelle. Grace à ce stage, j'ai
participé aux travaux qui m'ont permis d'entrevoir en quoi consiste le
métier de thermicien.
Pour mener à bien cette réflexion, nous allons
le subdiviser en trois chapitres. Le premier chapitre portera sur la
présentation de l'entreprise d'accueil, des différentes
tâches et problématique. Au deuxième chapitre, nous allons
présenter les refroidisseurs d'eau en fonctionnement dans à la
boulangerie PATRICIA et les défaillances remarqués et en fin, le
troisième chapitre sera traiter le problème posé.
Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
CHAPITRE I :
PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL
A- PRESENTATION D'EDS Sarl
I. PRESENTATION
EDS Sarl, est une société de prestation de
services en travaux électriques, d'informatiques et
téléphoniques, ainsi que ceux de froid et climatisation.
Créée en 2013, EDS Sarl (Engineering Design and Services) est
également Fournisseur des équipements, des produits d'origine, de
marque Schneider Electric, ABB, Legrand, Télémécanique,
Nexans... Ainsi, grâce à son équipe technique existante,
EDS se propose de s'arrimer aux exigences des clients, à fin de rester
compétitif.
II. NOS SERVICES :
Notre équipe de techniciens supérieurs est
dotée des compétences nécessaires pour réaliser les
prestations suivantes en toute sécurité, selon les normes
requises:
Electricité basse tension selon la norme
NF C 15-100:
> Câblage et montage de tableaux généraux
de distribution basse tension (TGBT)
> Inverseurs de source, armoires électriques.
> Installation et maintenance des groupes
électrogènes et autres machines
électromécaniques.
> Motorisation des portails.
> Réalisation des prises de terre, et contrôle
des valeurs.
> Installation des paratonnerres.
> Eclairage public.
> Audit des installations électriques et mise en
conformité.
Réseau informatique et
téléphonique:
> Installation, configuration et administration des
réseaux informatiques
et téléphoniques.
> Installation et maintenance des onduleurs.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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Froid:
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? Installation et maintenance des splits systèmes,
climatiseurs Windows. ? Dimensionnement, installation et maintenance des
chambres froides.
Distribution:
? Fourniture de l'appareillage électrique basse tension,
et informatique. ? Fourniture des équipements de protection
individuelle.
? Fourniture de l'outillage électrique.
III- ORGANIGRAMME OPERATIONNEL :
QHSE Supervisor
DOOH DOOH
Responsable Technique
MODJO MAMA NINO
Responsable adjoint
Douglas LOBE
Responsable QHSE
DOOH DOOH
ETEKI Edwin
Chargé d'études
Conducteur des travaux
NGAHANE Constant
Technicien
OBAMA Landry
Project Manager
MOUELLE EKWE
Figure 1 : organigramme fonctionnel d'EDS
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Rédigé et présenté par TANG
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la boulangerie PATRICIA »
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IV- COORDINATIONS DES TRAVAUX
1.1 Objet et définition
Les stipulations du Cahier des Clauses Techniques
Particulières, établies ont pour objet de définir les
travaux à réaliser, selon les normes et en toute
sécurité.
1.2 Le suivi des travaux
Nous avons lu et approuvé toutes les exigences en
matière de qualité pour la réalisation des ouvrages de
distribution. Nous nous engageons à satisfaire ces exigences en mettant
en place un plan d'assurance qualité. Le suivi de nos projets est
assuré par :
· Les rapports journaliers de chantier ;
· Les réunions hebdomadaires de chantier ;
· Les visites de chantier accompagnées du
maître d'ouvrage.
1.3 Notes d'exécutions des travaux
Les notes d'exécutions sont réalisées
durant la période de préparation. Elles décrivent pour
chaque phase des travaux :
· Les moyens humains et matériels ;
· Les plans des contrôles ;
· Les fiches de suivi à utiliser.
V- METHODOLOGIE D'EXECUTION DES TRAVAUX
La présente de la note méthodologique donne des
indications sur les méthodes de travail que nous adoptons dans le cadre
de la réalisation d'un projet.
Les travaux sont exécutés selon la description
se trouvant dans le cahier des spécifications techniques (CCTP). Avant
démarrage des travaux, une séance d'information est
organisée pour permettre à chaque acteur de s'imprégner de
la réalité des travaux et la qualité recherchée.
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d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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VI- MOYENS MATERIELS ET LOGISTIQUES.
MATERIELS UTILISES POUR LA BONNE REALISATION DE NOS
PROJETS
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DESIGNATION DU MATERIEL ET DESCRIPTIF
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UTILITE
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Outils de chantier
électricien
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Rallonge 25m - 02 perceuses à percussion, ...
Caisse à outils électricien...
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raccordements électriques
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Moyens logistique
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01 fourgonnette - 01 pick-up
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Moyens de transport
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Moyens
d'accès en hauteur et de sécurité
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01 escabeau - paire de grimpettes 02 harnais - grimpettes
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ascension sur les poteaux...
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Equipements de protection individuelle (chaussures de
sécurité, tenues de travail, casques de sécurité,
gants de manutention et de sécurité 1000V)
|
protection individuelle
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Boîte à pharmacie équipée des produits
de première nécessité
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premiers soins
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Banderoles de signalisation / plaques de signalisation travaux en
cours
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balisage de la zone des travaux
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Tableau 0 : liste du matériel d'EDS
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d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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VII- SYSTEME DE MANAGEMENT QHSE (Qualité
Hygiène Sécurité Environnement)
1) Qualité du matériel et des
travaux
Satisfaire et voir revenir le client, voilà quel est
notre objectif, ceci grâce a des sources d'approvisionnements respectant
les normes et standard internationale il s'agit de :
- Norme de qualité ISO 9000 ;
- Normes matériel IEC 947, NF EN 60439.
Un contrôle interne sera permanent sur le chantier
pendant l'exécution des travaux pour s'assurer que ceux-ci sont
conformes aux spécifications techniques du maître d'ouvrage et de
la norme en vigueur, en plus des tests de fonctionnement réguliers.
Le conducteur des travaux est le premier garant de la
qualité des travaux exécutés. Les réunions internes
permettront d'attirer l'attention du personnel d'exécution et les
fournisseurs pour des malfaçons constatées et de les corriger
dans la conformité. Les réunions permettront également
d'anticiper sur des éventuelles difficultés qui pourraient
survenir pendant l'exécution des travaux.
2) Hygiène
Le personnel d'EDS doit disposer de sanitaires, vestiaires et
locaux de restauration. Ces locaux seront mis à leur disposition sur le
site. Le représentant du maître d'ouvrage devra attester de la
conformité de ces locaux vis-à-vis des exigences
légales.
3) Sécurité
Avant le début d'exécution des travaux, notre
entreprise s'engage à réévaluer les capacités de
remise en question de nos propres agents au sujet de la sécurité,
les aptitudes, les réflexes et l'attention pendant le travail. Le
personnel d'intervention sera doté d'équipements individuels de
sécurité adaptés à cette prestation. Nous nous
engageons à respecter toutes consignes de santé,
sécurité et environnement en vigueur sur chaque site des travaux
avec pour but d'atteindre zéro incident. Les équipements
individuels de sécurité sont obligatoire sur le site des travaux
il s'agit de :
· Le casque
Le port du casque est obligatoire partout sur le chantier.
· Les chaussures de
sécurité
Les chaussures de sécurité sont obligatoires
partout sur le chantier et pour toute personne impliquée dans des
travaux et manipulations physiques ;
· Les gants isolants
Les gants isolants sont obligatoire pour les travaux de
démolition manuelle, travaux sur des installations électriques
sous ou hors tension, travaux au marteau de piquage et travaux de meulage ;
· Les lunettes antiparticules
Les lunettes antiparticules sont obligatoire pour tous
travaux présentant des risques pour les yeux ;
· Les vêtements de travail (tenue
pyrovicel)
Les vêtements de travail (tenue pyrovicel) sont
obligatoire partout sur le chantier ;
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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N.B. Lors de l'adoption des mesures de
sécurité, il faut privilégier les protections collectives.
Tous les risques mis en évidence lors de la préparation des
travaux doivent être éliminés ou faire l'objet de mesures
préventives appropriées. Les zones présentant des risques
d'accident sont à signaler de manière non équivoque
(plaque de déviation, ruban de signalisation, barrière,
pancartes...)
4) Protection de l'environnement
Pendant l'exécution des travaux, les directives
environnementales seront respectées. Les travailleurs respecteront le
règlement intérieur prescrivant les interdictions suivantes :
· Consommation de l'alcool pendant les heures de travail
· Dépôt des mégots de cigarettes
dans la nature et toilette à l'air libre (infiltration des
déchets et des produits chimiques acidifiants dans le sol)
Nous nous engageons à informer notre personnel de la
réglementation en vigueur en matière d'environnement au sein de
votre usine, Il est strictement interdit de déposer des ordures
(bouteilles vides, bidon vides, plastiques, papiers...) hors des bacs à
ordures sur les sites des travaux. L'Entreprise Extérieure doit
évacuer à sa charge, ses déchets à
l'extérieur du site, dans des centres de traitement
agréés.
Les règles environnementales ci-dessous seront
appliquées en tant que complément ou à défaut d'un
plan de sécurité et santé établi par le
Maître d'ouvrage il s'agit de :
· Se montrer responsable de la propreté sur le
chantier : le soin apporté au travail contribue à la
sécurité de chacun ;
· Se conformer aux règles environnementales
applicables ;
· Respecter les biens de la société et
ceux des collègues. Il est strictement défendu de s'approprier le
bien d'autrui.
· Assurer la propreté de son lieu de travail.
Avant de le quitter, le personnel devra le mettre en ordre et le nettoyer.
B- PRESENTATION SOMMAIRE DE LA BOULANGERIE PATRICIA
La boulangerie PATRICIA est une industrie donc
l'activité principale est la fabrication du pain qui est l'un des
aliments les plus consommé au Cameroun et ailleurs. Elle est
située à Bonabéri en face de la pharmacie de
Bonabappe. Pour mener à bien son activité, elle dispose
de : deux (02) pétrins de marques MAHOT et PHEBUS, deux (02)
refroidisseurs d'eau, deux (02) façonneuses, une (01) diviseuse, une
(01) balance, dix-huit (18) chariots, trois (03) fours rotatifs marqué
Fours Guyon. Dans la suite de ce chapitre, nous allons
présenter en détail les équipements cités dans
cette partie ; puis nous allons décrire les étapes de la
production du pain dans la boulangerie concernée.
I- PRESENTATION DES REFROIDISSEUR D'EAU :
Tout comme pour la majorité des systèmes de
refroidissement ou de climatisation, les refroidisseurs d'eau de la boulangerie
PATRICIA sont essentiellement composés : d'un groupe de condensation
renfermant le compresseur et le condenseur, d'un évaporateur, d'un
détendeur et des organes annexes telles que le réservoir de
liquide et le filtre fluidique.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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? Le groupe de condensation : - Les compresseurs
:
Nous avons ici deux (02) compresseurs hermétiques ; un
(01) pour chaque refroidisseur donc les caractéristiques sont dans le
tableau suivant :
Désignations
|
Compresseur 1
|
Compresseur 2
|
Marques
|
BRISTOL
|
ASPERA
|
Model
|
H20D153ABHC
|
H7250E
|
N° de série
|
35196024430
|
005334
|
Tension ~
|
220/240 V
|
220/240 V
|
Courant nominal
|
7.3 A
|
8.7 A
|
Fréquence nominale
|
50 Hz
|
50 Hz
|
Réfrigérant
|
R22
|
R22
|
Courant de démarrage (LRA)
|
43 A
|
49 A
|
Nombre de phase
|
1
|
1
|
Puissance
|
1500 watts
|
2250 watts
|
Tableau 1 : les caractéristiques des groupes de
condensation. ? Les condensateurs
Les types de condenseurs ici sont des condenseurs à air
à deux passes. De l'air est soufflé à travers les ailettes
au moyen des moteurs ventilateurs dont les caractéristiques sont les
suivantes :
? Les évaporateurs :
Ce sont des tubes en cuivre de 5/8»de diamètre
intérieur enroulés à la manière d'une spirale
encore appelé serpentin ; ils sont chacun
plongés dans l'eau qu'ils refroidissent grâce au
phénomène d'échange thermique entre le fluide
frigorigène circulant dans les tubes et l'eau contenue dans un bac
à eau de 200 litres de volume chacun isolé au
polystyrène.
? Les détendeurs : ils sont de type capillaire
? Les filtres déshydrateurs :
Ils sont dits Filter DRIER fabriqué par
Danfoss ; les caractéristiques sont les
suivantes :
Filtres
|
1
|
2
|
Modèles
|
DCL-163
|
DCL-053
|
Code
|
02375002
|
0401714
|
Volume
|
225 cm3
|
65 cm3
|
Superficie
|
175 cm2
|
75 cm2
|
Raccord Ø
|
3/8»
|
3/8»
|
Capacité de liquide (kW)
|
22
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Tableau 2 : les caractéristiques des
déshydrateurs.
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NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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II- LES ETAPES DE LA FABRICATION DU PAIN :
La fabrication du pain à la boulangerie PATRICIA se fait
en huit (8) étapes :
- 1ère étape : le
boulanger met dans son pétrin de la farine, de l'eau, du sel, de la
levure. Il démarre le moteur du pétrin qui se met à
tourner c'est le pétrissage ; le boulanger obtient une
grosse boule de pâte.
- 2ème étape : le
boulanger retire la grosse boule de pate du pétrin et la dépose
dans un grand bac en plastique. La pâte se repose et commence à
gonfler grâce à la levure qu'elle contient ; c'est le
pointage.
- 3ème étape :
à l'aide de la diviseuse, le boulanger partage la grosse boule
de pate en petites boules ; c'est la division. Chaque petite
boule s'appelle un pâton et tous les pâtons doivent peser le
même poids.
- 4ème étape : le
boulanger laisse les pâtons se reposer un peu c'est la
détente.
- 5ème étape : le
boulanger prend un pâton, et le fait passer à travers la
façonneuse pour former une baguette ; c'est le
façonnage.
- 6ème étape : le
boulanger pose les baguettes crues formées sur les filets posé
sur des chariots ; les baguettes se reposent et gonflent encore plus : c'est
l'apprêt.
- 7ème étape : il
introduit les chariots chargés de baguettes crues dans les fours, c'est
la cuisson ou l'enfournement.
- 8ème étape :
lorsque les baguettes sont bien cuites, le boulanger les sort du four
: c'est le défournement.
Illustration de la chaine de production :
Pétrissage
Pointage
Division
Détente
Façonnage
L'apprêt
L'enfournement
Défournement
Figure 2 : illustration des étapes de la
fabrication du pain
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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III - PROBLEMATIQUE
1- Constats :
Durant notre séjour à la EDS Sarl, nous avons
essentiellement travaillé sur des installations de climatisation et de
froid. Lors de nos différentes interventions et après
étude de ces installations, nous avons fait beaucoup de remarques. C'est
ainsi que lors de notre passage à la boulangerie PATRICIA pour
entretenir le refroidisseur d'eau que nous allons présenter plus bas,
nous avons remarqué que l'eau contenue dans le bac l'un des
refroidisseurs a commencé à geler. Cette eau servant au
pétrissage du pain dont la température était
réglée à 5°c, atteignait des températures
négatives sans que l'arrêt du moteur ne soit automatiquement
commandé par le thermostat. Il y a donc là un
problème de régulation. Cette défaillance
avait des impacts négatifs sur la fabrication du pain ; car la
pâte étant trop froide, cela empêche ou ralenti
l'activité des levures, ce qui entraine la production du pain de
mauvaise la qualité ; pour une vague de produit non-distribuée
(non-vendue), on observe des pertes de plusieurs niveaux : la perte des
produits (farine et ingrédients divers) utilisé pour la
fabrication du pain, la perte du combustible au niveau de l'enfournement, la
perte de l'énergie électrique au niveau du refroidisseur et la
perte de temps pour le personnel.
2- Proposition :
Il est question ici de trouver une solution à la
régulation de la température de l'eau de coulage (jargon du
boulanger). En principe il est question ici d'adopter un système de
régulation efficace. Nous proposons de refaire le système de
régulation de ce refroidisseur ; c'est donc pour ces raisons que le
thème de notre travail s'intitule : optimisation des
performances du refroidisseur d'eau de la boulangerie PATRICIA.
Pour remédier à ce problème, nous allons
dans un premier temps présenter et décrire les équipements
de la boulangerie concernée en particulier les refroidisseurs d'eau,
puis nous allons traiter le thème proprement dit.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
CHAPITRE II :
REVUE DE LA LITTERATURE :
généralités sur les refroidisseurs d'eau
I. GENERALITES :
Les processus industriels s'accompagnent
généralement d'émission de chaleur provenant du traitement
de produits chauds (sidérurgie, plasturgie, automobile, ...), de
condensations (centrales électriques, distilleries, ...), de
transformations en chaleur d'énergie mécanique ou de
réactions exothermiques (gaz industriels, chimie, verreries, ...). Ce
besoin de refroidissement est également nécessaire pour les
installations frigorifiques (alimentaires, industrielles, commerciales, ...) et
de climatisation utilisées dans le secteur tertiaire car les
bâtiments sont soumis à des apports thermiques importants aussi
bien externes qu'internes. Certaines applications nécessitent un
refroidissement permanent et fiable (salles informatiques, musées,
salles blanches, ...), d'autres ont des besoins plus ponctuels (bureaux,
hôtellerie, centres commerciaux, ...).
Ces quantités de chaleur (dénommées
"chaleur perdue" sur le schéma suivant) doivent donc être
évacuées à l'extérieur ou dans un milieu qui doit
être à une température la plus basse possible afin
d'obtenir un rendement optimal de l'installation.
ENERGIE DE BASE
PROCESS
CHALEUR PERDUE
ENERGIE UTILE
Figure : schéma de principe d'un procédé
industriel montrant le besoin d'une installation de refroidissement
II. LES GRANDS PRINCIPES D'INSTALLATIONS DE
REFROIDISSEMENT DE L'EAU :
Selon les températures de fonctionnement
souhaitées, les puissances thermiques totales à évacuer,
que ce soit dans les procédés industriels ou les installations
à refroidir dans le domaine tertiaire, et les débits d'eau
à traiter, quatre grands principes d'installations de refroidissement de
l'eau sont techniquement envisageables :
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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1- Les installations de refroidissement par voie humide
ou évaporatif :
- Tour ouverte :
L'eau du circuit à refroidir est directement
dispersée sur le corps d'échange de la tour de refroidissement.
Une partie de l'eau s'évapore pour assurer le refroidissement de l'eau,
l'autre partie est récupérée dans le bassin de
rétention, puis retourne vers le procédé à
refroidir.
- Tour ouverte avec échangeur non accolé :
Un échangeur à plaques intermédiaires
est disposé entre le circuit à refroidir et le circuit de la tour
équipée d'un corps d'échange. Le fonctionnement de la tour
est identique à celui d'une tour ouverte avec un circuit d'eau
indépendant.
- Tour ouverte avec échangeur accolé :
L'échangeur à plaques intermédiaires est
accolé physiquement à la tour équipée d'un corps
d'échange. Le fonctionnement de la tour est identique à celui
d'une tour ouverte avec un circuit d'eau indépendant.
- Tour fermé (avec échangeur tubulaire
intérieur à la tour) :
Le fluide à refroidir circule dans un échangeur
tubulaire disposé dans la tour de refroidissement qui remplace le corps
d'échange. Un circuit d'eau secondaire propre à la tour permet de
mettre en oeuvre le refroidissement évaporatif.
2- Les installations par voie sèche et humide
:
- Tour hybride ouverte :
Ce type de tour est constitué d'une batterie
sèche et d'un corps d'échange sur lequel l'eau du
procédé ruisselle : le fluide à refroidir circule en
premier lieu dans une batterie sèche située au sommet de la tour
de refroidissement. Si le refroidissement en mode sec n'est pas suffisant, le
fluide est alors dispersé sur un corps d'échange,
s'évapore en partie puis retourne à la température
désirée vers le procédé.
- Tour hybride fermée :
Ce type de tour est constitué d'une batterie
sèche et d'un échangeur extérieur accolé avec une
surface de ruissellement de l'eau ou un échangeur tubulaire interne
à la tour. Deux cas peuvent donc se présenter :
· le fluide à refroidir circule dans la batterie
sèche, puis dans un échangeur à plaques
intermédiaires accolé à la tour de refroidissement.
L'autre circuit de cet échangeur à plaques est parcouru par de
l'eau dispersée si nécessaire sur le corps d'échange de la
tour,
· le fluide à refroidir circule dans une batterie
sèche située au sommet de la tour, puis circule si
nécessaire dans un échangeur tubulaire interne à la tour
sur lequel l'eau du circuit tour est dispersée.
3- Les installations de refroidissement en utilisant
l'air sec :
- Aéroréfrigérant sec :
Le fluide à refroidir circule dans le tube d'un
échangeur à ailettes et est refroidi par de l'air mis en
mouvement par des ventilateurs et traversant cet échangeur. Ce type de
système
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
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ne fonctionne qu'en mode sec. Il ne permet donc pas d'obtenir
des températures de refroidissement aussi basses qu'avec un
refroidissement évaporatif.
- Groupe refroidisseur de liquides à
condensation par air :
Le fluide à refroidir circule dans l'évaporateur
d'un groupe refroidisseur de liquide basé sur le principe du cycle
thermodynamique avec un compresseur. La chaleur est évacuée au
condenseur directement à l'air ambiant. Les niveaux de
températures obtenus sont généralement de 7 °C, mais
peuvent atteindre 15 à 20 °C. Lorsqu'il est possible de
séparer les fluides du procédé en deux niveaux de
température, il est envisageable d'associer un groupe de production
d'eau glacée avec un aéroréfrigérant pour
réduire l'investissement initial.
4- Les installations de refroidissement par eau en
circuit ouvert :
Utilisation de la nappe phréatique ou de l'eau
d'une rivière : il s'agit d'utiliser l'eau d'une nappe
phréatique ou d'une rivière, de la pomper et de la rejeter
à une distance minimale et/ou à une profondeur différente.
Cette eau prélevée dans le sol ou une rivière parcourt le
circuit secondaire d'un échangeur à plaques ou à tubes
venant prélever de la chaleur au fluide à refroidir,
circulant de l'autre côté de l'échangeur. Ce type
d'installation, est utilisé dans les applications tertiaires,
industrielles et pour le refroidissement des centrales électriques.
III- TABLEAU DE COMPARAISON DES DIFFERENTES SOLUTIONS
D'INSTALLATION DE REFROIDISSEMENT D'EAU :
Le tableau suivant présente une synthèse des
avantages et inconvénients pouvant servir de guide à la
sélection d'un système de refroidissement destiné à
un procédé industriel fonctionnant en discontinu.
D'une manière générale, les
données d'entrées nécessaires à la sélection
des systèmes de refroidissement techniquement envisageables sont les
suivantes :
- La température de retour du fluide
désirée : le procédé à refroidir peut
éventuellement être scindé en plusieurs circuits
nécessitant des températures différentes ;
- La puissance thermique totale du
procédé à refroidir ;
- Le débit d'eau ou de fluide
circulant dans la tour, sur la base de l'écart de température
souhaité pour le fluide venant du procédé à
refroidir ;
- Le taux de charge d'utilisation du
système de refroidissement (temps annuel de fonctionnement).
Les solutions techniques étudiées sont les
suivantes :
> tour ouverte (installation qui n'est pas du type "circuit
primaire fermé"),
> tour ouverte avec échangeur accolé
(installation du type "circuit primaire fermé"),
> tour fermée avec échangeur tubulaire
intérieur (installation du type "circuit primaire fermé"),
> tour hybride fermée avec échangeur
intérieur ou échangeur accolé (installation du type
"circuit primaire fermé"),
> aéroréfrigérant sec couplé avec
un groupe d'eau glacée à condensation par air,
> refroidissement par eau de nappe.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
En fonction de ces données d'entrée, les
différentes solutions technologiques peuvent être comparées
selon les critères ci-dessous :
> impact sur le risque de prolifération des
légionnelles : type de circuit primaire et classification,
volume d'eau à traiter, résistance à l'entartrage,
à l'encrassement et la corrosion du circuit du système de
refroidissement,
> efficacité énergétique
: consommation électrique totale,
> impact sur l'environnement (rejet CO2) :
en relation avec la consommation électrique totale (et les recharges en
fluide frigorigène le cas échéant),
> impact sur l'environnement (rejets en eaux)
: niveaux et précautions à prendre,
> coût d'investissement initial,
> coût d'exploitation (consommation
en eau, puissance électrique consommée, traitement d'eau,
maintenance et accessibilité),
> surface au sol,
> masse en service,
> niveau sonore (pression acoustique à
10 m).
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
Tableau 3 : les solutions techniques pour les
installations de refroidissement d'eau.
Grille de lecture :
* : indiqué selon les performances
énergétiques (et les recharges en fluide frigorigène pour
le groupe froid)
g(1) : utilisation d'un traitement d'eau approprié. Le cas
échéant, détartrage régulier, voire changement
corps d'échange.
(2) : utilisation d'un traitement d'eau approprié. Le cas
échéant, détartrage régulier, voire changement
corps d'échange et échangeur à plaques.
|
SOLUTIONS TECHNIQUES POUR LES INSTALLATIONS DE REFROIDISSEMENT
D'EAU
|
CRITERES
|
Tour ouverte
|
Tour ouverte avec échangeur accolé
|
Tour fermée avec échange intérieur
|
Tour hybride avec circuit primaire fermé
|
Aéroréfrigérant sec
|
Groupe froid à condensation à air
|
Puits sur nappe
|
Type de circuit primaire
|
NON FERME
|
FERME
|
NA
|
NA
|
NA
|
Plage de température de
sortie d'eau
|
Entre
25 et 50 °C
|
Entre 25 et 30 °C
|
Supérieure de 10 °C à la température
sèche de l'air
|
Entre 7 et 20 °C
|
Entre 15 et 50 °C
|
Plage de puissances
thermiques évacuées
|
De quelques centaines de kW à plusieurs MW
|
Quelques centaines de kW
à quelques MW
|
Quelques
centaines de kW à
2 MW
|
De quelques centaines de kW
à plusieurs MW
|
Risque de prolifération des
légionnelles
|
Plus
élevé
+
|
Risque plus limité
++
|
NA
++++
|
++++ NA mais doit respecter
la réglementation sur l'eau
|
Résistance à la corrosion
|
+++ si matériaux adéquats employés
|
Résistance à l'encastrement
|
++ nettoyage régulier impératif
|
++ nettoyage régulier
|
+++
|
Résistance à l'entartrage
|
++ (1)
|
++ (2)
|
++ (3)
|
+++
|
+++
|
+++
|
+++ dépend de la nature de
l'eau de la nappe
|
Niveau sonore
|
+++
|
+++
|
++
|
++
|
+
|
+
|
++++
|
Surface au sol
|
+++
|
++
|
++
|
++
|
+
|
++
|
++++
|
Consommation électrique
|
+++
|
++
|
++
|
++
|
+ (4)
|
La plus
pénalisante +
|
++
|
Impact sur l'environnement*
|
-
|
--
|
--
|
--
|
---
|
----
|
--
|
Consommation d'eau
|
+
|
+
|
+
|
+++
|
Pas de consommation d'eau ++++
|
Rejet en eau
|
---
|
---
|
---
|
-
|
NA
|
NA
|
----
|
Investissement + installation
|
++++
|
+++
|
++
|
++
|
+
|
+
|
+
|
Cout d'exploitation
|
++
|
++
|
++
|
+++
|
++
|
+
|
++++
|
Investissement + installation
+ exploitation sur 3 ans
|
+++
|
++
|
++
|
+++
|
+ (4)
|
+
|
++++
|
|
|
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Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
|
|
|
(3) : utilisation d'un traitement d'eau approprié. Le
cas échéant, détartrage régulier. Remplacement
possible en pratique de l'échangeur tubulaire ou à plaques.
(4) : pondéré par le fait que le niveau de
température de sortie d'eau n'est pas identique
aux autres systèmes.
NA : Non applicable
++++ : Système le plus efficace ou présentant le
moins de risques (par rapport aux autres
systèmes) pour le critère
considéré
+ : Système le moins efficace ou présentant le plus
de risques (par rapport aux autres
systèmes) pour le critère
considéré
---- : système le plus pénalisant pour le
critère de respect de l'environnement considéré
- : système le moins pénalisant pour le
critère de respect de l'environnement considéré
Les éléments de comparaison apporté dans
le tableau ci-dessus, sont à adapter en fonction de la nature du projet
étudie (puissance thermique à évacuer, niveau de
température désiré, et temps de fonctionnement du
procédé). Le cas qui nous est présenté dans le
cadre de notre formation est attribué aux installations de
refroidissement utilisant un groupe de production d'eau glacée à
condensation par air (GPEGCA) que nous allons présenter en
profondeurs.
IV- INSTALLATIONS DE REFROIDISSEMENT UTILISANT UN
GPEGCA
1- Description :
Ce type d'installation est essentiellement constitué :
- D'un ou de plusieurs compresseur (s) frigorifique (s).
- D'un condenseur à air constitué d'une ou de
plusieurs batteries à ailettes, l'air
circulant à travers au moyen de ventilateurs;
- D'un détendeur ;
- D'un évaporateur qui permet le refroidissement du
fluide du procédé à la
température désirée;
- Le fluide frigorigène ;
- Des éléments annexes tels que : le
réservoir de liquide, le filtre déshydrateur du
fluide frigorigène...
2- Schématisation et principe de fonctionnement
a. Schématisation :
Le principe d'une telle installation de refroidissement peut
être schématisé comme sur la figure suivante :
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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|
Détendeur
Procédé à refroidir (l'eau)
Evaporateur *
Compresseur
K
Moteur ventilateur
Condenseur
Figure : schéma d'une installation de
refroidissement d'eau utilisant un GPEGCA
Légende :
Partie du système où le fluide frigorigène
est sous haute pression (HP) ;
Partie du système où le fluide frigorigène
est sous une basse pression (BP).
* : Dans ce type d'installation, l'évaporateur est
généralement en forme de serpentin.
b. Principe de fonctionnement :
Ces systèmes de refroidissement d'eau sont basés
sur le principe du cycle thermodynamique entrainé par un compresseur
frigorifique. La chaleur est évacuée au condenseur directement
à l'air ambiant. Ce type de système assure la production d'eau de
procédé, à une température de l'ordre de 7 °C.
le fonctionnement s'effectue suivant quatre (04) phénomènes que
subit le fluide frigorigène :
? Le phénomène d'évaporation :
dans l'évaporateur (encore appelé batterie
froide), le fluide frigorigène s'évapore en
absorbant la chaleur fournie par le à refroidir (l'eau) ; cette chaleur
l'ébullition du réfrigérant liquide à
l'intérieur de l'évaporateur.
18
Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
? Le phénomène de compression :
les vapeurs BP formées durant l'évaporation
aspiré par le compresseur qui les refoule au condenseur. La
température du fluide augmente du fait du travail de compression qui
engendre un choc des molécules du fluide frigorigène. La pression
augmente également du fait de la réduction du volume du cylindre
au cours de la compression : on de la BP à la HP.
? Le phénomène de condensation :
le condenseur reçoit les vapeurs chaudes HP provenant du
compresseur pour le refroidir et les liquéfiées en même
temps. La température de condensation étant supérieur
à celle du médium de refroidissement (l'air), les vapeurs chaudes
cèdent leur ; les vapeurs se condensent par libération de leur
chaleur latente de condensation.
? Le phénomène de détente :
le détendeur régule la quantité de fluide admis
dans l'évaporateur, il crée une dépression brusque du
liquide HP (on passe de la HP à la BP) venant du condenseur afin de
permettre sa vaporisation dans l'évaporateur.
Ces systèmes s'appliquent principalement dans le
domaine de la climatisation en tertiaire, pour des puissances relativement
faibles, mais peut également être utilisés en applications
industrielles de puissances inferieurs à 2 MW.
CONCLUSION :
Le système de refroidissement d'eau utilisant un groupe
de production d'eau glacée à condensation par air constitue un
circuit fermé ; c'est un avantage pour ce type d'installation car ici il
n'y a aucun contact entre l'eau du procédé à refroidir et
l'air (par rapport à une tour ouverte) ; nous pouvons aussi mentionner
que l'intervalle de température de l'eau dans ce type d'installation est
défavorable à la prolifération des légionnelles. En
revanche la consommation électrique est très pénalisante
dans un tel système ; il est important qu'il fonctionne dans des
conditions optimales.
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Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
CHAPITRE III :
MATERIELS ET METHODES
I- MATERIELS :
Il est à noter que ce groupe de marque ASPERA, avec pour
fluide frigorigène (FF) le fréon 22 et de puissance 2250 W est
constitué :
- D'un compresseur ;
- D'un condenseur ;
- D'un évaporateur ;
- D'un détendeur ;
- D'un réservoir de liquide ;
- D'un déshydrateur.
1. PRESENTATION DU RFROIDISSEUR :
Il s'agit du refroidisseur de marque ASPERA
présenté plus haut
? Le groupe de condensation :
- Les compresseurs : C'est un compresseur
hermétique donc les caractéristiques sont dans le tableau suivant
:
Désignations :
|
|
Marques
|
ASPERA
|
Model
|
H7250E
|
N° de série
|
005334
|
Tension ~
|
220/240 V
|
Courant nominal
|
8.7 A
|
Fréquence nominale
|
50 Hz
|
Réfrigérant
|
R22
|
Courant de démarrage
(LRA)
|
49 A
|
Nombre de phase
|
1
|
Puissance
|
2250 watts
|
Tableau 3 : les caractéristiques du compresseur
ASPERA de la boulangerie PATRICIA.
- Le condenseur : c'est un condenseur à
air à deux passes. De l'air est soufflé à travers les
ailettes au moyen d'un moteur ventilateur.
? L'évaporateur : C'est un tube en cuivre de 5/8»de
diamètre intérieur enroulé à
la manière d'une spirale encore appelé
serpentin ; il est plongé dans l'eau qu'il refroidit
grâce au phénomène d'échange thermique entre le
fluide frigorigène circulant dans le tube et l'eau contenue dans le bac
à eau de 200 litres de volume isolé au polystyrène.
? Le détendeur : il est de type capillaire
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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|
? Le filtre déshydrateur : il est dit Filter DRIER
fabriqué par Danfoss ; les
caractéristiques sont les suivantes :
Fabricant
|
Danfoss
|
Modèle
|
DCL-053
|
Code
|
0401714
|
Volume
|
65 cm3
|
Superficie
|
75 cm2
|
Raccord Ø
|
3/8»
|
Capacité de liquide (kW)
|
18
|
Tableau 4 : les caractéristiques du
déshydrateur 2. Principe de fonctionnement
:
Les vapeurs basse pression venant de l'évaporateur sont
aspirées par le compresseur pour être refoulées en haute
pression au condenseur qui les refroidit et soustrait la chaleur latente de
vaporisation pour permettre leur liquéfaction. Le liquide
réfrigérant est accumulé au réservoir liquide avant
d'être acheminé au détendeur qui crée la chute de
pression favorisant ainsi la vaporisation du liquide réfrigérant
dans le serpentin et l'évaporation afin de produire un abaissement de
température dans l'espace à réfrigérer qui ici est
de l'eau contenu dans la bâche.
Procédé à refroidir (l'eau)
Evaporateur
3. Schéma de principe du refroidisseur
:
Détendeur
Compresseur
K
Moteur ventilateur
Condenseur
Figure 3 : schéma de fonctionnement du refroidissement
d'eau de la boulangerie
|
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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|
|
Figure 4 : Photo annotée du groupe du refroidisseur
de la boulangerie.
Figure 5 : Photo de la bâche contenant l'eau
refroidis.
Condenseur
Ventilateur
« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
Déshydrateur
Compresseur
Réservoir liquide
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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II- METHODES :
Pour analyser notre équipement, nous allons recourir
à des méthodes ou outils règlementaires ; la plus part de
ces méthodes sont des diagrammes ou aboutissent à la construction
d'un diagramme. Il s'agit entre autre du diagramme Pieuvre, le diagramme FAST,
le diagramme d'ISHIKAWA et la méthode AMDEC.
1- Le diagramme Pieuvre :
L'outil «diagramme pieuvre» est
utilisé pour analyser les besoins et identifier les fonctions de service
d'un produit.
Le diagramme «pieuvre» met en
évidence les relations entre les différents
éléments du milieu environnant et le produit. Ces
différentes relations sont appelées les fonctions de service qui
conduisent à la satisfaction du besoin : Changer la position de la toile
en fonction des conditions météorologiques.
Principe : Le produit est en relation avec
certains composants du milieu extérieur repérés 1, 2,3 ou
4. Il crée une ou des relations entre 1 et 2. Il doit s'adapter à
3 et il agit sur 4. Il remplit des fonctions.
FP : Fonction Principale ;
FC : Fonction Complémentaire.
FP
FC
Figure 6 : Schéma de principe du diagramme
pieuvre
La mise en oeuvre du diagramme Pieuvre :
L'établissement du diagramme Pieuvre s'effectue en quatre
étapes :
Etape 1 : isoler le produit.
Etape 2 : recenser les éléments
extérieurs en relation avec le produit ;
|
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22
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
Etape 3 : placer et lister la ou les fonctions
principales FP
Etape 4 : placer et lister les fonctions
contraintes FC ;
NB : les fonctions principales FP, justifient la création
du produit.
2- Le diagramme FAST :
FAST signifie Function Analusis System Technique.
Un diagramme FAST présente une
traduction rigoureuse de chacune des fonctions de service en fonction(s)
technique(s), puis matériellement en solution(s) constructive(s).
Le diagramme FAST se construit de gauche à droite, dans
une logique du pourquoi au comment.
Grâce à sa culture technique et scientifique, l'ingénieur
développe les fonctions de service du produit en fonctions techniques.
Il choisit des solutions pour construire finalement le produit.
Le diagramme FAST constitue alors un ensemble de
données essentielles permettant d'avoir une bonne connaissance d'un
produit complexe et ainsi de pouvoir améliorer la solution
proposée.
a. Les deux types de fonctions
? Fonctions de service
Les fonctions de service constituent une relation entre le
système et le milieu extérieur, elles traduisent l'action
attendue ou réalisée par le produit pour répondre à
un élément du besoin d'un utilisateur donné. Il faut
souvent plusieurs fonctions de service pour répondre à un besoin.
Dans une étude donnée, leur énumération et leur
formulation qualitative et quantitative résultent de l'analyse du besoin
à satisfaire et le décrivent d'une manière
nécessaire et suffisante.
Il existe deux types de fonctions de service:
· les fonctions principales, correspondant au service rendu
par le système pour
·
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·
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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répondre aux besoins.
· les fonctions contraintes, traduisant des
réactions, des résistances ou des adaptations à des
éléments du milieu extérieur.
? Fonctions techniques
Les fonctions techniques sont internes au produit, elles sont
choisies par le constructeur dans le cadre d'une solution, pour assurer une
fonction de service.
b. Schématisation :
Voici l'exemple type du diagramme FAST :
Fonction de service 1
Fonction technique 2
Fonction technique 1
Fonction technique 21
Fonction technique 11
Fonction technique 12
Fonction technique 13
Fonction technique 22
Solution constructive E
Solution constructive C
Solution constructive D
Solution constructive A
Solution constructive B
Figure 7 : schématisation du diagramme
FAST
La méthode FAST s'appuie sur des techniques interrogatives
:
? Pourquoi ? Pourquoi une fonction doit-elle
être assurée ? Accès à une fonction technique
d'ordre supérieur, on y répond en lisant le diagramme de droite
à gauche.
? Comment ? Comment cette fonction doit-elle
être assurée ? On décompose alors la fonction, et on peut
lire la réponse à la question en parcourant le diagramme de
gauche à droite.
? Quand ? Quand cette fonction doit-elle
être assurée? Recherche des simultanéités, qui sont
alors représentées verticalement.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
La réponse à chacune de ces questions n'est ni
exclusive, ni unique. Aussi il existe deux types d'embranchements entre les
différentes colonnes, les embranchements de type "et", et les
embranchements de types "ou".
On représente les liaisons ou par deux flèches (ou
plus) partant de la même origine, alors qu'une liaison "et" se
sépare après la case représentant la fonction origine.
Voici une illustration :
Les fonctions doivent être décrites par un verbe
à l'infinitif et l'on répond aux questions de la manière
suivante :
3- Le diagramme d'ISHIKAWA :
Le diagramme d'ISHIKAWA est un outil qui permet à
identifier les causes d'un problème. On a une vision globale des causes
génératrices d'un problème avec une représentation
structurée de l'ensemble des causes qui produisent un effet. Il y a une
relation hiérarchique entre les causes et on est en mesure d'identifier
les racines des causes d'un problème.
Il permet de limiter l'oubli des causes et de fournir des
éléments pour l'étude des solutions. Cette méthode
permet d'agir sur les causes pour corriger les défauts et donner des
solutions en employant des actions correctives
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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Le déroulement du diagramme d'ISHIKAWA
:
- Étape 1: Définir clairement le
problème
Placer une flèche horizontale, pointée vers le
problème.
- Étape 2: Classer les causes recherchées
en grandes familles
- Matière : matière première, fourniture,
pièces, ensemble, qualité, ...
- Matériel : machines, outils, équipement,
maintenance, ... recense les causes qui ont
pour origine les supports techniques et les produits
utilisés.
- Main d'oeuvre : directe, indirecte, motivation, formation,
absentéisme, expérience,
problème de compétence, ....
- Milieu : environnement physique, lumière, bruit,
poussière, localisation,
aménagement, température, législation,
....
- Méthode : instructions, manuels, procédures,
modes opératoires utilisés, ....
Ou peut ajouter aux 5M deux critères
supplémentaires (Management et Moyens financiers)
pour obtenir les 7M.
- Étape 3: Flèches secondaires
Ces flèches secondaires correspondent au nombre de
familles de causes identifiés. Il faut les
raccorder à la flèche horizontale. Chaque
flèche identifie une des familles de causes
potentielles.
- Étape 4: Mini flèches
Les causes rattachées à chacune des familles sont
inscrits sur des minis flèches. Il faut avoir
toutes les causes potentielles.
- Étape 5: Finalisation
Il faut rechercher parmi les causes potentielles les causes
réelles du problème. Il faut agir
dessus, les corriger en proposant des solutions.
Schématisation :
Figure 8 : schématisation du diagramme d'ISHIKAWA
Remarque : pour établir ce diagramme, il faut former un
groupe de travail pluridisciplinaire et chaque membre doit y participer ; il
est recommandé de pratiquer auparavant un brainstorming pour trouver
toutes les causes au problème. Donc chaque membre du groupe peut
librement exprimer ses opinions.
4- La méthode AMDEC :
Cette méthode consiste à identifier les risques
de mauvais fonctionnement d'une machine puis à en chercher les effets et
les conséquences. Elle fait ressortir les points faibles d'un
équipement et permet de poser des actions correctives justifiées.
On peut aussi voir quels
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
sont les équipements critiques de notre par cet sur
lesquelles on doit s'attarder de faire une bonne maintenance.
Le but premier de L'AMDEC est de maîtriser les
défaillances, ce qui permet par la suite de garantir une
fiabilité, une maintenabilité, une disponibilité et une
sécurité convenable. L'étude AMDEC-machine vise à
réduire le nombre de défaillances ainsi que le temps de
non-disponibilité des machines tout en améliorant la
sécurité.
La méthode se base sur la question suivante :
comment notre machine ne peut assurer correctement sa fonction ?
Les réponses à cette question est notre mode de
défaillance pour la machine.
La méthode AMDEC comporte 4 étapes successives
pour un total de 21 opérations. La démarche est la suivante :
Étape 1 : initialisation
1-définition du système à étudier
2-définition de la phase de fonctionnement 3-définition des
objectifs à atteindre 4-constitution d'un groupe de travail
5-établissement du planning
6-mise au point des supports de l'étude
Étape 2 : décomposition
fonctionnelle
7-découpage du système
8-identification des fonctions des sous-ensembles
9-identification des fonctions des éléments
Étape 3 : analyse AMDEC
Analyse des mécanismes de
défaillances
10-identification des modes de défaillances 11-recherche
des causes 12-recherche des effets 13-recensement des détections
Évaluation de la criticité
14-estimation du temps d'intervention 15-évaluation des
critères de cotation 16-calcul de la criticité
Proposition d'actions correctives
17-recherche des actions correctives 18-calcul de la nouvelle
criticité
Étape 4 : synthèses
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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|
19-hiérarchisation des modes de défaillances
20-liste des points critiques
21-liste des recommandations
Les grilles de cotation :
Les actions correctives sont effectuées sur les
éléments d'un équipement en fonction de leurs
criticités. La criticité d'un élément est
calculée en fonction de la fréquence, la gravité
et la non-détection de la panne suivant la formule :
Avec :
C = N x G x F
- N, la non-détection ; - G, la gravité ;
- F, la fréquence ;
- Et C la criticité.
Ces outils de calculs ont des grilles de cotations reconnues. -
La fréquence F :
Niveau
|
Valeur
|
Définition
|
Très faible
|
1
|
Défaillance rare : une défaillance par
année
|
Faible
|
2
|
Défaillance possible : une défaillance par
trimestre
|
Moyen
|
3
|
Défaillance occasionnelle : une défaillance par
semaine
|
Elevé
|
4
|
Défaillance fréquente : plus d'une
défaillance par semaine
|
Tableau 3 : la grille de cotation des défaillances
selon leur fréquence. - La gravité G
:
Niveau
|
Valeur
|
Défaillance
|
Mineure
|
1
|
- Arrêt de production : moins de 15 minutes ;
- Aucune ou peu de pièce de recharge nécessaire
|
Moyenne
|
2
|
- Arrêt de production de 15 minutes à une heure
- Pièces en stock
|
Majeur
|
3
|
- Arrêt de production de 1 heure à 2 heures
- Pièces en stock ou livraison rapide
|
Grave
|
4
|
- Arrêt de production : 2 heures et plus
- Long délai de livraison ou back-order
|
Tableau 4 : la grille de cotation des défaillances
selon leur gravité.
|
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
|
|
- La non-détection N :
Niveau
|
Valeur
|
Définition
|
Evident
|
1
|
Détection certaine, sirène, moyens automatiques,
signes évidents
|
Possible
|
2
|
Détectable par l'opérateur, par des routes
d'inspections, vibrations
|
Improbable
|
3
|
Difficilement détectable, moyens complexes
(démontages, appareils)
|
Impossible
|
4
|
Indétectable, aucun signe
|
Tableau 5 : la grille de cotation des défaillances
selon leur non-détection.
- La criticité C :
Valeurs
|
Définition
|
1-6
|
Négligeable
|
8-18
|
Moyenne
|
24-36
|
Elevé
|
48-64
|
Interdit
|
Tableau 6 : la grille de cotation des défaillances
selon leur criticité
|
|
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
CHAPITRE IV :
OPTIMISATION DES PERFORMANCES DU REFROIDISSEUR D'EAU DE LA
BOULANGERIE «PATRICIA»
INTRODUCTION
Optimisation d'un système est l'action de
réguler ce dernier dans le but d'obtenir la plus grande
efficacité possible. Les objets d'amélioration d'un
système peuvent poursuivre plusieurs objectifs ; dans notre cas, nous
allons nous focaliser sur : la réduction de la consommation
d'énergie et l'amélioration de la maintenance de
l'installation.
I. ANALYSE ET INTERPRETATION DU PROBLEME:
Comme nous l'avons si bien présenté à la
problématique (chapitre I), l'installation de refroidissement
d'eau étudié présente un problème de
régulation. Ce problème est bien plus important dans le sens
où l'installation après avoir effectué le travail
demandé (refroidir de l'eau à la température
désirée) continu de fonctionner. La température de
l'eau n'est pas celle désirée au moment de l'utilisation ; elle
est très basse alors il y a une surproduction de froid et les couts de
cette surproduction sont considéré comme des pertes pour cette
l'entreprise concerné. Notre but est d'adapté la production du
froid à la demande.
Pour diagnostiquer ce système, nous allons nous servir
des méthodes présentées au chapitre
précédant.
1. Diagramme pieuvre du refroidisseur :
La fonction principale du refroidisseur d'eau est de produire
de l'eau glacée à partir de l'eau à température
ordinaire ; les fonctions contraintes conditionnent la bonne évolution
de la fonction principale :
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Rédigé et présenté par TANG
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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Eau à température ordinaire
Energie électrique
Fc1
Fp
Refroidisseur Fc2 Fluide
d'eau
frigorigène
Environnement
Opérateur
Fc3
Fc5
Chaleur évacuée
Eau glacée
Figure 9 : le diagramme Pieuvre du refroidisseur d'eau
Légende :
Fp : fonction principale : produire de l'eau glacée ;
Fc1 : être alimenté en énergie
électrique ;
Fc2 : être alimenté en fluide frigorigène
;
Fc3 : être accessible à l'opérateur ;
Fc4 : rejeter la chaleur ;
Fc5 : être placé dans un lieu aéré et
protégé des intempéries
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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2. Diagramme FAST du refroidisseur :
Produire le froid/évacuer la chaleur de l'eau
Véhiculer le froid/la chaleur
Contrôler et réguler la température
et la pression
Alimentation
Condenseur
Evaporateur
Détendeur
Réfrigérant
Tuyauterie
Compresseur
Système de régulation
Refroidir de l'eau
Source de courant AES SONEL
Environnement
Thermomètre
Manomètres
Thermostat
Pressostat
Figure 10 : diagramme FAST du refroidisseur
d'eau
2. Diagramme d'ISHIKAWA du refroidisseur :
Méthodes
Matières
Maintenance non appropriée ou mal
Mauvaise qualité de réfrigérant
Technologie machine non optimisée
Mauvaise qualité d'huile
appliquée
Mauvaise performance
Personnel inexpérimenté
Personnel ne respectant pas les règles
Matériel non entretenu
Filtre bouché
Système déréglé
Milieu Matériel
Main d'oeuvre
Environnement non adapté
Tuyauterie non adaptée
ou détériorée (fuites)
Figure 11 : diagramme d'ISHIKAWA du
refroidisseur
3. L'AMDEC du refroidisseur:
La maintenance d'un équipement critique pour une
manufacture se doit d'être rigoureuse. Il est donc souhaitable de
contrôler au lieu de subir les pannes imprévues. Ces pannes
peuvent amener une augmentation des coûts de maintenance, des dangers
pour les travailleurs ou un arrêt de production.
Afin de faire une bonne maintenance, il faut bien
connaître notre équipement ainsi que les différents modes
de défaillances. Il est possible par la suite de déterminer les
causes probables des bris et d'en évaluer l'impact sur
l'environnement
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
Tableau 7 : tableau de l'AMDEC du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA.
Ensemble
|
Fonction
|
Mode de défaillance
|
Cause de défaillance
|
Effet de défaillance
|
Mode de détection
|
Action corrective
|
F
|
N
|
G
|
C
|
Politique de maintenance
|
Compresseur
|
Aspirer et refouler le fluide frigorigène
|
Ne
fonctionne pas
|
- Fusible défectueux
- moteur défectueux
|
Le groupe ne démarre pas
|
Visuel
|
Echanger le
fusible, échanger le
moteur
|
2
|
1
|
4
|
8
|
Maintenance corrective
|
Moteur ventilateur du condenseur
|
Souffler de l'air à travers le condenseur
|
Ne démarre pas
|
Conducteur d'alimentation déconnecté, moteur défectueux.
|
Le ventilateur ne tourne pas
|
Visuel Et
multimètre
|
Rétablir la connexion, remplacer le moteur
|
2
|
1
|
3
|
6
|
Maintenance corrective
|
Détendeur
|
Commander l'admission du réfrigérant
dans
l'évaporateur
|
Ne régule pas
|
Mauvais réglage
du détendeur,
détendeur trop petit ou bouché.
|
Pression d'aspiration trop basse, débordement
du liquide au compresseur
|
Visuel
|
Changer ou nettoyer le détendeur,
régler le détendeur.
|
1
|
2
|
2
|
4
|
Maintenance préventive conditionnelle
|
Thermostat
|
Contrôler les variations de température
|
Ne régule pas
|
Sonde mal positionnée, thermostat défectueux.
|
Givre anormal,
|
Visuel
|
Changer le thermostat,
bien
positionner la
sonde
|
1
|
2
|
1
|
2
|
Maintenance préventive conditionnelle
|
Fluide frigorigène
|
Commande les échanges thermiques
|
Manque du froid
|
Fuite, circuit déchargé
|
Manque de frigories dans l'enceinte
à refroidir
|
Visuel
|
Repérer et refermer la fuite, effectuer la
charge du circuit
|
1
|
2
|
2
|
4
|
Maintenance préventive systématique
|
Tuyauterie
|
Acheminer le fluide frigorigène
|
Manque de froid
|
Fuite, bouchée
|
Manque de frigories dans l'enceinte
à refroidir
|
Visuel
|
Repérer et refermer la fuite, déboucher
la tuyauterie, effectuer la charge.
|
2
|
2
|
3
|
12
|
Maintenance corrective
|
|
|
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Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
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|
|
L'étude AMDEC est une recherche longue mais fructueuse
lorsqu'elle est complète. Un département de maintenance peut par
la suite clairement identifier ses priorités et où concentrer ses
énergies. De plus, l'étude AMDEC facilite le diagnostic de bris
quelconques.
Quant à la base de données, elle est utile pour
conserver l'information sur les caractéristiques des machines ainsi que
pour travaux effectués. On pourra voir quelle machine est le plus
souvent en réparation.
L'implantation de telles procédures de maintenance
n'est pas une mince tâche. Par exemple une étude AMDEC demande
beaucoup de temps et de ressources, ce qui implique parfois des gros sous. De
plus, les travailleurs doivent interagir avec le superviseur ou le responsable
de la maintenance préventive. Certains d'entre eux voient des avantages
pour la compagnie alors que certains voient une façon de surveiller
à la loupe les travaux qui sont faits dans la journée. Tous les
employés doivent être informés des avantages de
l'implantation de la maintenance préventive.
II. OPTIMISATION DE L'INSTALLATION :
Les analyses effectuées nous ont permis de
diagnostiquer notre machine en profondeur. Etant donné le
problème qui nous est soumis, nous proposons deux solutions
parallèles, mais qui peuvent être combiné :
remplacer le détendeur capillaire de l'installation par un
détendeur thermostatique à égalisation de pression interne
et/ou installer une régulation par tirage au vide automatique ou
automatic pump-down control (en anglais).
1. Régulation par tirage au vide automatique :
Le pump-down c'est-à-dire le tirage au vide automatique
(automatic pump-down control) ou tirage au vide unique (single pump-down
control). Consiste à vider l'évaporateur à chaque
arrêt du groupe.
a.Principe de fonctionnement :
Le pump-down est réalisé avec le matériel
suivant :
- 1 électrovanne, montée sur la conduite liquide de
l'installation ;
- 1 thermostat d'ambiance, placé dans l'enceinte du milieu
à refroidir ;
- 1 pressostat basse pression, raccordé sur le
côté basse pression de l'installation frigorifique.
Quand la température est atteinte dans l'enceinte
à refroidir, le thermostat coupe l'alimentation de l'électrovanne
liquide, ce qui interrompt l'arrivée du liquide à
l'évaporateur ;
Le compresseur continu de fonctionner et aspire le fluide
frigorigène qui se trouve à l'évaporateur ;
|
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Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
|
|
Quand la pression dans le circuit basse pression a atteint une
valeur suffisamment basse (par exemple 0,5 bar pour une installation au R12
fonctionnant à +2 +4 °C), le pressostat coupe l'alimentation
électrique du groupe ;
La température de l'enceinte à refroidir
augmente, le thermostat ferme le circuit de la vanne électrique liquide
;
La pression dans l'évaporateur, ainsi que dans la conduite
du d'aspiration remonte ;
Dès que la pression dans la conduite d'aspiration de
l'installation a atteint la valeur correspondant au point d'enclenchement du
pressostat basse pression, le groupe démarre.
b. Schéma d'installation :
L1
N
Q1
13
S1
1
VANNE ELECTRIQUE
13 14
1 2
LIQUIDE
F1
14
GROUPE
VENTILATEUR EVAPOTEUR
95
95
F2
F3
96
96
13
S2
0 1
B2
HP
14
(1)
1
2
2
B1
è
B3
BP
23 24
3
A
A
B
2
B
Q1
Y1 KM1
Figure 12 : schéma d'installation du système
de régulation
|
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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|
|
(1) : la partie encadrée par les traits
interrompus représente l'alimentation du
ventilateur de l'évaporateur ; or dans notre cas,
l'évaporateur est un serpentin de cuivre directement plongé dans
le procédé (eau) à refroidir et donc n'a pas besoin
d'être alimenté en énergie électrique.
L1/N : alimentation du circuit de commande entre phase et neutre
; 13/14 et 23/24 de Q1 : contacts de précoupure du sectionneur à
fusibles ;
S1 : interrupteur à commande rotative, arrêt
d'urgence ;
S2 : interrupteur à commande rotative,
possibilité de dégivrage ;
B1 : thermostat de régulation ;
Y1 : électrovanne liquide ;
F2 : contact du relais thermique de protection du groupe ;
B2 : pressostat haute pression de sécurité ;
B3 : pressostat basse pression de régulation ; KM1 :
contacteur du groupe ;
2. Le détendeur thermostatique à
égalisation de pression interne: a.Rôle :
Son rôle est d'assurer l'admission automatique du fluide
frigorigène à l'évaporateur afin d'obtenir un remplissage
optimal de celui-ci en fonction des apports calorifiques externe.
Ainsi le détendeur ne laissera passer le fluide
frigorigène qu'en cas de besoin.
Le détendeur thermostatique à égalisation de
pression interne est utilisé pour les installations de faible
puissance:
-perte de charge dans l'évaporateur négligeable
-évaporateur à une seule nappe
Principe de fonctionnement :
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Rédigé et soutenu par TANG NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
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Figure 13 : schéma de principe du détendeur
thermostatique
Comme la pression est directement liée à la
température, le détendeur régulera en fonction de la
surchauffe à la sortie de l'évaporateur.
Forces de fermeture:
f2: force de poussée du ressort (réglable par
vis)
f'2: force exercée par la pression d'évaporation
sur la membrane F2 = f2 + f'2
Forces d'ouverture:
F1: action de la pression du fluide du bulbe sur la membrane
F1 = Pb x S
si F1 > F2 ouverture du détendeur
Si F1 = F2 équilibre
si F1 < F2 fermeture du détendeur
Remarque:
En régime permanent F2 est constante et égale
à F1: le détendeur est en équilibre.
b. Réglage du détendeur :
Le détendeur est réglé initialement pour
assurer une surchauffe de 7°C. -On ouvre le détendeur d'un tour, il
se met à pomper. La surchauffe varie de 2 à14°C. -On ouvre
le détendeur d'un tour, la surchauffe varie maintenant de 0°C
à 12°C, en posant la main sur la conduite d'aspiration on sent
distinctement les coups de liquide périodiques au compresseur.
En fait, à chaque tour de vis, on a augmenté la
puissance du détendeur. Quand le détendeur
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
|
« Optimisation des performances du refroidisseur
d'eau de la boulangerie PATRICIA »
|
|
pompe, c'est l'indice que sa capacité est plus importante
que la puissance frigorifique de l'évaporateur.
c. Montage du détendeur thermostatique
:
Le bulbe doit toujours être monté
immédiatement en aval de l'évaporateur sur la partie horizontale
de la conduite; pour l'installer, nous tenir compte de la conduite d'aspiration
dans
une position comprise entre 4 et 8 heures. En effet, le signal
du bulbe peut se trouver gêné par le retour de l'huile venant de
l'évaporateur.
Montage de l'égalisation de pression :
Figure 14 : schéma de montage de
l'égalisateur de pression
III. AMELIORATION DE LA MAINTENANCE DE L'INSTALLATION :
plan de maintenance préventive :
En vue d'améliorer la maintenance du groupe de production
d'eau glacée de la boulangerie PATRICIA, nous proposons le plan de
maintenance préventive suivant :
Interventions
|
Chaque jour
|
Chaque semaine
|
Chaque mois
|
Chaque année
|
Contrôler la température de l'eau
|
X
|
|
|
|
Vérifier les fuites de fluide
|
|
X
|
|
|
Vérifier la pression de refoulement et d'aspiration du
compresseur
|
X
|
|
|
|
Remplacer le filtre déshydrateur
|
|
|
|
X
|
Vérifier la température de refoulement et
d'aspiration
|
|
|
X
|
|
Nettoyer et contrôler l'état du détendeur
|
|
X
|
|
|
Contrôler l'état du compresseur (bruits
...)
|
|
X
|
|
|
Nettoyer (dépoussiérer) les ailettes du
condenseur
|
|
|
X
|
|
Dépoussiérer et vérifier les connexions
électriques de l'installation
|
|
|
X
|
|
Nettoyer le dispositif de commande
|
|
|
X
|
|
Tableau 8 : plan de maintenance préventive.
38
Rédigé et présenté par TANG
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
IV. REMARQUE ET SUGGESTION :
Remarque : néanmoins, nous avons
constaté l'installation étudiée ne comporte pas un voyant
de liquide.
Le voyant de liquide est constitué d'un
élément sensible (sel chimique) qui change de couleur en fonction
de la teneur en humidité du circuit. Quand celui-ci est de couleur
verte, le circuit est considéré comme sain ; quand il vire au
jaune, il y a risque d'humidité ; mais quand celui-ci est jaune
on doit changer le déshydrateur. La présence de
bulle à travers le voyant indique un sous refroidissement pas normal ou
un manque de fluide ou une évaporation partielle du fluide.
En résumé, le voyant de liquide permet de
contrôler :
- L'état du fluide frigorigène dans la conduite
liquide de l'installation ; - La présence d'humidité dans le
circuit frigorifique ;
- L'état du détendeur.
En revanche la présence d'humidité peut conduire
:
- Au blocage du détendeur : formation d'un bouchon de
glace ;
- A une dégradation des assemblages brasés :
corrosion ;
- A l'hydrolyse de l'huile : en présence
d'humidité, l'huile se décompose chimiquement (hydrolyse) et
forme des acides organiques qui entrainent une corrosion du cuivre et la
formation des dépôts métalliques susceptibles de colmater
les tuyauteries.
Suggestion : nous proposons d'insérer
un voyant liquide dans ce circuit frigorifique.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
|
« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
|
|
CONCLUSION GENERALE :
Au terme de notre travail portant sur «
l'optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATICIA » et après évaluation, il en
ressort que les installations de refroidissement utilisant un groupe de
production d'eau glacée à condensation par air sont les plus
préconisés en industrie et le plus consommateur d'énergie
; ainsi il est nécessaire de maitriser des technique visant à
réduire au maximum la consommation d'énergie dans ce type
d'installation ; d'où le but de notre étude. Nous retenons que la
régulation de la température est l'une des solutions permettant
de remédier à ce problème ; pour arriver à cette
conclusion nous avons utilisé plusieurs outils, nous permettant
d'analyser le problème ; ces outils sont : le diagramme Pieuvre,
le diagramme FAST, le diagramme d'ISHIKAWA et la méthode AMDEC.
Après analyse nous arrivons à la solution qui consiste
à arrêter l'alimentation du compresseur lorsque la
température désirée de l'eau est atteint. Le
système de régulation par tirage au vide automatique
est beaucoup plus avantageux, car non seulement il contrôle la
température, mais régule également la pression et
s'arrange à ce qu'il n'y est pas de fluide à l'évaporateur
pour éviter les échanges thermiques même pendant le repos
de l'installation.
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Rédigé et présenté par TANG
NDJAKALACK Derrick
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de
la boulangerie PATRICIA »
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES:
Ouvrages :
(1) Dominique Hantz, LES DIFFERENTS
PROCEDES DE REFROIDISSEMENT D'EAU DANS LES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES ET
TERTIAIRES, édition CETIAT (CEntre Technique des Industries
Aérauliques et Thermiques) ; site web :
www.cetiat.fr
(2) Dumas Jean, Notes de cours, MEC-763
Techniques de maintenance industrielle, ETUDE AMDEC sur un ventilateur ;
Université Québec, Ecole de technologie supérieur.
(3) MONCHY F, la fonction maintenance
; édition Masson, Paris, 1996
(4) J.P. Rapin, installation frigorifique
Tome 2, PYC-édition
(5) Détendeurs thermostatiques, Danfoss
A/S (RC-CMS/MWA), 06-2004 Cours :
(6) Cours Production et Distribution du froid, GTE IUT de
Douala, 2013/2014 Enseignant : M. NDAME Max
(7) Cours de Maintenance Industriel, GTE IUT de Douala,
2013/2014 Enseignant : M. KATANYE
Mémoire :
(8) Optimisation des performances de la machine IS 22 de
SOCAVER en utilisant le TRS, FOPA FOTEU Zépherin
Trésor, LIC. GIM 2008/2009, IUT de Douala ;
(9) Optimisation de la régulation des conditions
climatiques dans la salle d'ensachage de lait en poudre NIDO : cas de l'usine
de NESTLE-Cameroun, LEUMO KOUONTCHEU Jean Vianney, LIC.
EEE 2011/2012, IUT de Douala.
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« Optimisation des performances du refroidisseur d'eau de la
boulangerie PATRICIA »
ANNEXES :
Les pétrins
La diviseuse
Les chariots
Les fours
Les façonneuses
Annexe 1 : Photo de la salle des machines de la boulangerie
PATRICIA
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