Soutenance mémoire
L’interprétation des bases des données qui sont exécutées par les logiciels nous permettent de mieux comprendre le fonctionnement du procédé. Grace à cette action on peut trouver la solution adaptée aux différents retards causées par les perturbations dans les procédés et d’améliorer la production. Pour notre cas, on se limite à l’étude du procédé de dosage de ciment par la technologie des poudres ; notre objectif est : Savoir sur le ciment et ces procédés technologiques, maitriser la robotique et en fin connaitre les logiciels pour les procédés industriels.
Le procédé des poudres est plus rentable que les autres procédés de fabrication de ciment. De plus l’utilisation des logiciels de simulation nous permet de savoir le fonctionnement du système dans le temps, cela grâce à la modélisation du procédé.
Les méthodes à utiliser
Dans notre étude, pour avoir des bonnes résultats et de comprendre le fonctionnement du procédé de production de ciment, on se propose d’étudier quelque théories appliqués à l’automatisme et à l’écoulement de fluide. L’Automatique est l’ensemble des sciences et des techniques s’appliquant à la conception et à l’utilisation de machines qui fonctionnent sans intervention humaine L’Automatisme est le système qui commande, contrôle ou régule un processus sans qu’une intervention humaine soit nécessaire (Figure 1) L’Automatique se divise en deux parties :
❖ Automatique séquentielle
❖ Automatique continue (systèmes asservis) .
Méthode du circuit logique :
Cette méthode fait appel à l’algèbre de Boole. En dressant le schéma logique du système grâce aux diverses portes numériques, on peut réaliser une armoire de commande du système. Le système n’est pas modifiable ou programmable (Figure 3).
Méthode de l’informatique numérique :
Cette méthode utilise le langage informatique de programmation pour la commande du système. L’ordinateur joue le rôle du cerveau à l’aide du processeur (Figure 4).
L’automatique continue
En même temps que l’automatisme séquentiel, dans la partie opérative, il existe toutefois des organes victimes de perturbation et de retard ce qui déstabilise le système ou local. De ce fait on a besoin de corriger ce problème par une méthode appelée asservissement.
Un système asservi comporte donc, outre la chaîne de commande avec amplification de puissance, une chaîne de retour et un outil de comparaison. Observons un à un l’ensemble de ces éléments :
❖ Le processus est soumis aux excitations constituées par l’entrée de référence et les perturbations. Il y répond par une grandeur, qui lui est propre. Cette grandeur porte le nom de grandeur asservie ou grandeur réglée;
❖ Le capteur donne une image utilisable de la grandeur réglée ; la nature de cette mesure est le plus souvent électrique. Un capteur doit donner une image fidèle de la grandeur réglée. Sa sensibilité impose donc les limites de la précision de l’asservissement.
❖ Le régulateur est composé de deux parties :
● Le comparateur qui reçoit l’information de référence et la grandeur mesurée dont il fait la différence ε appelée écart ou erreur;
● Le correcteur dont le rôle sera d’éliminer cet écart, quelles que soient les perturbations, et d’amener le processus à réagir le plus rapidement, quelles que soient les variations de l’entrée de référence ou les perturbations c’est l’organe intelligent du système asservi.
❖ L’actionneur reçoit du régulateur la grandeur réglant et l’amplifie en puissance, c’est le “muscle” de la chaîne qui pilote l’évolution du processus (par exemple: moteur, vérin, vanne, etc. …).
Etude du système
Apres avoir analysé les théories appliqué à notre sujet .Passant maintenant à l’étude du ciment et les technologies qui y sont nécessaire et créons un model simple du système.
Technologie de la poudre
L’industrie liée à la technologie des poudres est en pleine expansion, tant que pour plusieurs fabrications ; Voici quelques procédés pouvant être appliqués à cette technologie.
● Mise en forme des pièces par compactage ou frittage.
● Injection des matières plastiques.
● Caractérisation des matériaux, microscope électronique, essais mécaniques.
● Expertise dans le développement des métaux émergeants (alliage à mémoire de forme, métaux renforcés avec les nanoparticules,…) .
La recherche et la modélisation sur la technologie des poudres permettent de trouver de nouveaux matériaux et de produire des pièces pour l’industrie automobile, médicale, aérospatiale, … Dans notre étude, on se limite à une étude simple c’est-à-dire : Tous les éléments sont moulus pour devenir des poudres fins. La surface spécifique est entre 2800 à 5000 cm²/g (finesse).Puis par le phénomène de Venturi, les éléments sont manipulés par aspiration.
Dans la pratique cette technologie de dosage par la technologie des poudres est très bénéfique par rapport aux autres procédés car :
● Elle n’a pas besoin du mélangeur
● Elle diminue la consommation d’électricité
● Elle augmente la rapidité de production
● facilite la manipulation
Le ciment et ces procédés technologique de fabrications
Le ciment sert à la construction. En mélangeant du ciment ou de la chaux hydraulique avec des cailloux concassés, on produit un mortier appeler béton, qui durcie rapidement et qui est d’une solidité à toute épreuve. En enveloppant le ciment d’une charpente faite du fil de fer plus ou moins fort, on produit un bloc résistant pouvant remplacer la pierre : C’est le ciment armé.
Le ciment
Parmi les liants minéraux, certain ne peut durcir qu’a l’aire libre, tandis que d’autre peuvent prendre prise aussi bien dans l’eau que dans l’air, ce sont des liants hydrauliques. Les ciments sont des liants hydrauliques, qui forment des constituants anhydrides, cristallisés ou vitreux, renfermant de la silice, de l’alumine et de la chaux. Dont le durcissement est due à la formation par combinaison de ces constituants anhydres avec de l’eau, de silicate et de calcium hydratés très peut soluble dans l’eau.
Les constituants du ciment sont :
● Le clinker: C’est un produit obtenu par une cuisson de 1200°C à 1400°C, d’un mélange bien défini de calcaire, d’argile ou d’autres constituants. Il est composé de silicates et d’aluminate de calcium et éventuellement de la chaux libre avec d’autres impuretés apportées par les matières premières.
● Les produits additifs: Ajouté au clinker en certaines proportions, ces produits permettent d’obtenir plusieurs différentes catégories de ciments.
● Les régulateurs de prises: Ce sont les produits qui peuvent être additionnés au clinker dans des quantités bien définies pour chaque type de ciment. Le plus important est le sulfate de calcium sous forme de gypse.
Les différents types de ciments (Norme NFE 15-301) :
● Les Ciments Portlands Artificiels (CPA) : Ils contiennent au moins 95% de clinker, 3 à 4 % de gypse ou d’anhydrite, on a 4 classe de résistance en M Pa : 35-45-55-HP (Haute Performance)
● Les ciments Portlands composés (CPJ) : Ils contiennent au moins 65% de clinker et au plus 35% d’autres constituant qui peuvent être des cendre volantes, du laitier, de la pouzzolane ou des fillers. On a trois classes de résistances : 35-45-55
● Les ciments au laitier : Ils contiennent au maximum 60% de clinker un certain pourcentage en laitier. On a trois classes de ciment :45-55-HP .
Procédé technologique du ciment :
Pour produire du ciment, trois grands procédés sont disponibles:
● Procédé par voie semi-sèche
● Procédé par voie humide
● Procédé par voie sèche
Pour notre cas on utilise la production semi-sèche Notre usine comporte trois grands ateliers. Le premier sert à concasser les matières premières pour devenir des poudres c’est dans cet atelier que se passe le premier dosage. Le deuxième atelier sera pour la production de clinker et la troisième serve pour le dernier dosage du ciment pour obtenir la poudre finale .
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Table des matières
Introduction
Partie I : Les méthodes à utiliser
I/L’automatisme séquentielle
1/Méthode du GRAFCET
2/Méthode du circuit logique
3/Méthode de l’informatique numérique
II/L’automatique continue
1/Modèle d’un organe ou sous-système
2/Asservissent d’un système
III/Ecoulement dans un fluide
1/ Bilan de masse
2/Bilan de quantité de mouvement
3/Bilan d’énergie
Partie II : Etude du système
I/Technologie de la poudre
II/Le ciment et ces procédés technologique de fabrications
1/Le ciment
2/Procédé technologique du ciment
3/Dosage de la poudre de ciment
III/Production du ciment
1/Le schéma bloc
2/Le schéma de procédé
3/Présentation de l’usine
4/Fonctionnement du système
5/Grafcet du système
IV/Modèle simple du système à réguler
Partie III : Manipulation des logiciels de simulation
I/Généralité
1/ Les données à récolter pour une simulation
2/Méthode de choix de correcteur
3/Application sur notre système
II/ Procédé de simulation
III/Interprétation des résultats obtenus
IV/L’animation
Partie IV : Etude d’impact environnemental
I/Impacte positive
II/Impacte négative
III/Mesures à prendre
Conclusion
Référence bibliographique
Annexes
