CONTROLE DE QUALITE DES PRODUITS CIMENTIERS

PROCEDE DE FABRICATION DU CIMENT

Définition et composition du ciment

le terme <<ciment>> est issu du latin <<coementum>> qui signifie mortier, liant des maçonneries. Ce sens étymologique a toutefois été restreint aux seuls liants dits hydraulique. Le ciment est désormais défini comme étant un liant hydraulique, c’est-à-dire une matière inorganique finement moulue qui, gâchée avec l’eau, forme une pate qui fait prise et durcit en réaction au processus d’hydratation et qui, après durcissement conserve sa résistance et sa stabilité, même sous l’eau.
Les matières premières qui entrent dans la composition du ciment sont principalement le calcaire et l’argile dans des proportions moyennes respectives de 80% et 20%. Le calcaire est composé principalement de deux oxydes : CaO et CO2. L’argile est constituée de diverses matières contenant surtout trois oxydes : la silice (SiO2), l’alumine (Al2O3) et l’oxyde de fer (Fe2O3).
L’usine de Meknès est spécialisée dans la fabrication de trois catégories de ciments, à savoir : CPJ35, CPJ45, CPJ55, qui se différencient selon des pourcentages précis des ajouts au clinker. Les nomenclatures que nous présenterons dans le prochain chapitre, détaillerons les pourcentages de clinker et de matières d’ajouts dans chaque qualité de ciment. Les matières d’ajouts sont :
 Le gypse qui permet de régulariser le temps de prise du ciment.
 Le calcaire : ajout qui diminue la résistance du ciment.
 Le schiste : le gisement de schiste se situe à 20km de Sud-ouest de la ville Fès.
 Les matières de correction ajoutées à la matière crue, à savoir le sable et les minerais de fer. Leur cout est élevé car elles sont fournies par des fournisseurs étrangers. [2]

Exploitation de la carrière

Les matières premières nécessaires à la fabrication du ciment sont extraites de carrières à ciel ouvert par tir électronique. On fait l’extraction de matières apportant ces quatre éléments majeurs du ciment :
 Le calcaire : CaCO3
 La silice : SiO2
 L’alumine : Al2O3
 L’oxyde de fer : Fe2O3
Nature des oxydes Oxydes % (Clinker) Basique CaO 66 Acides SiO2 Al2O3 Fe2O3 22 5 4
Ces éléments sont dirigés par des camions vers un atelier de concassage qui se situe dans la carrière. Les roches sont échantillonnées en continu pour déterminer la quantité des différents ajouts nécessaires.
Concassage
C’est une opération qui consiste à réduire la granulométrie de la matière première en fragments de faibles dimensions (25 à 40 mm). Elle assure également un certain mélange des matières (calcaire et schiste). Les matières premières sont transportés par les camions qui sont déchargés dans une trémie qui est reliée à un alimentateur à vitesse variable qui permet de réguler le débit d’alimentation
La matière première passe par un concasseur à marteaux. Cette étape est capable de fournir un débit max de 1100t/h
Après le concassage, la matière est transportée par un tapis roulant vers le préhomogénéisateur.

La pré-homogénéisation
L’usine est équipée d’un hall de pré-homogénéisation dont la capacité est de 18 000 tonnes. Le hall est généralement constitué de 2 tas : un tas mort et l’autre en consommation, cette opération est réalisée pour aboutir un mélange pré-homogène en disposant la matière en couches horizontales superposées puis en la reprenant verticalement (tas en consommation) à l’aide d’un grattoir. [6]

Broyage cru
Avant le broyage on procède souvent des ajouts en constituants secondaires servant à corriger la composition : Minerai de fer (apport d’oxyde de fer), bauxite (apport d’alumine), schiste (silice), calcaire de correction. Les grains de calcaire et d’argile sont mélangés par broyage, dans deux proportions définies, en un mélange très fin, le « cru ».
Après écrasement, entre la piste et les galets, un flux de gaz chaud provenant du four assure le séchage pour diminuer le taux d’humidité de la matière et le transport pneumatique de la matière. Un séparateur intégré à la machine permet de régler la finesse du produit final : les grosses particules retombent sur le plateau de broyage tandis que les fines sont entraînées par le flux de gaz. La farine récupérée par les filtres est acheminée vers le silo farine. [6]

Homogénéisation
Après broyage, le cru est expédié à l’aide de deux élévateurs vers deux silos d’homogénéisation qui assurent à la fois le stockage et d’homogénéisation de la farine.
 Silos 1 : 7 500 tonnes.
 Silos 2 : 5 000 tonnes.
Cette opération permet d’homogénéiser le cru et d’alimenter les fours avec un cru de composition chimique constante dans le temps.

Cuisson
La cuisson agit sur la qualité du clinker et du ciment (broyabilité, résistances) par la température et le temps de clinkérisation (profil thermique, cristallisation, chaux libre), la volatilisation (chlore, soufre, alcalins) et le refroidissement du clinker (blocage des phases et cristallisation). C’est une opération qui a un gros impact sur la réactivité du clinker et la qualité du produit fini. La ligne de cuisson est constituée de :
 Une tour de préchauffage (échange à voie sèche).
 Un four rotatif.
 Un refroidisseur.

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Table des matières

LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LAFARGEHOLCIM
I.PRESENTATION DU GROUPE LAFARGEHOLCIM
1.Historique de Lafarge
2.Fusion avec Holcim
3.Principes d’action LafargeHolcim
II.ENTREE A LAFARGEHOLCIM MEKNES
1.Historique
2.L’organigramme de LafargeHolcim Meknès
3.Les différents services de l’usine
CHAPITRE 2 : PROCEDE DE FABRICATION DU CIMENT
I.DEFINITION ET COMPOSITION DU CIMENT
II.EXPLOITATION DE LA CARRIERE
III.CONCASSAGE
IV.LA PRE-HOMOGENEISATION
V.BROYAGE CRU
VI.HOMOGENEISATION
VII.CUISSON
1.La destruction des combinaisons
2.Clinkerisation
3.Refroidissement
VIII.BROYAGE DU CLINKER
IX.ENSACHAGE ET EXPEDITION
X.CONTROLE DE QUALITE DES PRODUITS CIMENTIERS
1.Les essais chimiques
a)Analyse par spectromètre de fluorescence à rayon X
b)La perte au feu
2.Analyses mécaniques
a)Gâchage
b)Malaxage
c)Moulage et conservation
d)Flexion et compression
e)Essai de prise
CHAPITRE 3 : INFLUENCE DE SO3 SUR LA RESISTANCE MECANIQUE DU CIMENT CPJ45
I.OBJECTIF
II.LE ROLE DE SO3 DANS L’HYDRATATION DES ALUMINATES
III.PRINCIPE
IV.RESULTATS DE L’ESSAI SUR LE CIMENT CPJ45 (BROYEUR BK4)
CONCLUSION