Le rôle principal de la pouzzolane dans la fabrication de ciment

Etude de la stabilité de l’analyse et de la préparation

La préparation du « cru » consiste à mélanger et broyer les matières premières de manière à obtenir un produit ayant une composition et une finesse prédéfinies. Une préparation optimale du cru pour la fabrication du ciment consiste à alimenter la ligne de cuisson avec une farine dont la qualité et l’homogénéité permettent une production économique de ciments de haute qualité. Il est donc impératif d’avoir une parfaite connaissance des matières utilisées (matières premières) afin de choisir, en fonction de leurs caractéristiques, le procédé de production et les techniques adéquates de pré homogénéisation, broyage et analyse. Après homogénéisation et quartage de l’échantillon on pèse (30 ± 1) g de ce dernier on ajoute (20 ± 1) ml d’alcool ; puis on fait le broyage de l’ensemble pendant 6mn, le mélange est séché et on récupère le maximum de matière sur un papier propre, ensuite à l’aide de spatule, mélanger la matière et faire casser les plaquettes formées lors du séchage ; remplir doucement l’anneau et faire étaler la matière sur la totalité de la surface ; finalement on nettoie le fond de la pastille avec le pinceau pour éviter la pollution de l’appareil FX (l’analyse est effectuée sur l’échantillon qui est sous forme de pastille). Le laboratoire dispose d’un spectromètre à fluorescence X, OXFORD, MDX 1080, qui permet d’analyser simultanément les éléments suivants : SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, SO3, K2O et Na2O .Cet appareil est capable de détecter la présence de minéraux cités ainsi que leurs pourcentages. L’erreur analytique est essentiellement due au mauvais étalonnage de la MDX (FX). Afin de s’assurer de l’existence ou non de cette erreur, nous avons fait un essai de répétabilité sur la MDX (FX) : nous avons passé un échantillon standard 10 fois dans la FX.

Etude de la stabilité des doseurs

Quand nous abordons le pourcentage du clinker, nous parlons directement de la régularité, qui nous renvoie systématiquement aux doseurs, puisque, le pourcentage de la matière a une étroite relation avec le fonctionnement des doseurs. Donc pour avoir une régularité du clinker, nous devons savoir si la vérification de ces doseurs est bien faite, et si le tarage est effectué comme il faut et si un certain suivi est mis en place. En discutant de cette problématique avec les responsables des doseurs et avec le responsable contrôle qualité, on nous a informés qu’il y a deux types de tarages, le premier est physique et le deuxième est électrique. Ce dernier a une périodicité mensuelle alors que le premier se fait deux fois par an généralement, ou de façon préventive selon la déclaration du laboratoire ou dans le cas d’incident par exemple quand le suivi du pourcentage du clinker révèle que ce dernier est hors normes. Si le pourcentage affiché est différent par rapport au pourcentage réalisé, nous avons donc un écart de doseurs et il faut faire des actions correctives par conséquent. Ces actions se traduisent par une demande de la mise en place du tarage électrique pour faire la correction, et si cela s’avère inefficace ou insuffisant, ils démarrent le tarage physique puisqu’il est plus fiable

Discutions

Nous avons constaté que les autres sites de Lafarge (BOUSKOURE, TETOUAN, TANGER) consomment moins de clinker par rapport à notre site. Donc on ne peut pas faire des comparaisons pointilleuses, car les technologies différentes d’un site à l’autre. Le seul point commun à comparer est celui de la résistance de ciment aussi bien que celui du pourcentage de notre produit semi fini (clinker). En se basant sur le type d’adjuvant qui est MAPEI. Chaque site emploie l’adjuvant MAPEI mais chacun d’eux utilise un type spécifique de ce produit. Lafarge MEKNES utilise GRACE, un adjuvant qui permet l’augmentation des résistances et par conséquence la diminution du pourcentage clinker n’est pas du même degré que dans les autres sites. C’est dans cette perspective que nous avons mené à établir un plan d’essais à l’échelle laboratoire pour choisir les meilleures propositions de MAPEI pour l’année 2016.le but principal de ce plan est d’anticiper l’arrivé de la nouvelle norme de qualité, qui consistera à faire diminuer le pourcentage clinker.

Protocole d’essais : Dans le cadre d’augmenter les résistances à 1j et 2j et 28j de notre ciment, afin d’améliorer notre rapport C/K, Un essai de la consommation de 4 qualités d’adjuvants : GRACE(XS254) et MAPEI (Additifs 1, Additif 4et Additif 11) pour quantifier leurs impacts sur les résistances dans BK5 en CPJ 45 et CPJ 55 afin de définir notre choix d’adjuvant optimal. On a reproduit dans le broyeur du laboratoire, un ciment avec 62% clinker et 5% gypse pour la qualité CPJ45 et 75% clinker et 5 % gypse pour la qualité CPJ 55, et on a mélangé ceci avec les ajouts, broyés séparément [tableau 9 et 10], on a donc reconstruit des ciments à différents taux d’ajout, en ajoutant les agents de mouture dans notre échantillon préparé [tableau 11].

Conclusion

Au cours de notre stage, nous avons travaillé en équipe et apporté notre méthodologie d’analyse afin d’identifier d’une façon assez exhaustive les facteurs qui ont un impact sur le rapport C/K. Chacun de ces facteurs a été étudié afin d’en ressortir l’effet. C’est ainsi que nous avons d’abord distingué les causes « non-contrôlables » qui dépendent de l’environnent de l’usine (Clients, marché..) de celles « contrôlables » relevant proprement dit de la performance des installations. En effet, nous avons traité les points relatifs aux moyens de contrôle (Analyse et échantillonnage), la régularité des doseurs, la réactivité du clinker et de la pouzzolane, l’impact des incidents et coupures, l’effet des adjuvants et la performance du broyage (Finesse et séchage). Par la suite, nous avons été une force de proposition pour donner des solutions aux causes identifiés tout en respectant les contraintes de l’usine, notamment la contrainte financière. En effet, la consigne de notre encadrant était de trouver d’abord les « quick-wins » : C’est ainsi que nos propositions sont faisables localement sans grands apports financiers demandant des investissements conséquents. Ce choix est motivé par la vétusté de l’usine et ces ressources limitées. C’était un challenge que nous avons pu relever et assister à la réalisation de certains de nos solutions ou des essais que nous avons recommandés. D’autres propositions ont été appréciées et vont être adoptés plus tard dans cette année.

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Table des matières

Introduction
I.Présentation de l’organisme d’accueil
I.1. Historique
I.2. Implantation de Lafarge Meknès [1]
I.3. La fiche technique
I.4. Les équipements de l’usine
I.5. Organigramme de l’usine Meknès
II.Le processus de fabrication du ciment
II.1. Généralité sur le ciment
II.2. Matières premières du ciment
II.3. Matières d’ajouts du ciment
II.4. Les étapes de fabrication du ciment
II.4.1. Carrière et concassage
II.4.2. Préparation cru
II.4.3. Cuisson de la farine
II.4.4. Broyage du clinker
II.4.5. Ensachage et expédition
I.Contexte du projet
I.1. Brainstorming des idées sur les axes de l’optimisation du ratio C/K
I.1.1. Définition de la technique du brainstorming
I.1.2. Pourquoi utiliser la technique du brainstorming pour trouver des idées?
I.2. Historique d’évolution de rapport C/K
I.3. Analyse de rapport C/K du mois avril 2016
II.Analyse et étude piste par piste
II.1. Premier axe d’optimisation: contrôle
II.1.1. Etude de la stabilité de l’analyse et de la préparation
II.1.2. Etude de la stabilité des échantillonneurs
II.2. Deuxième axe d’optimisation: régularité clinker
II.2.1. Etude de la stabilité des doseurs
II.3. Troisième axe : les incidents
II.3.1. Premier problème : marche à vide
II.3.2. Deuxième problème : changement de qualité
II.4. Quatrième axe : réactivité clinker
II.4.1. Réactivité du clinker
II.4.2. Les facteurs influencent la réactivité du clinker
II.5. Cinquième axe : la régularité pouzzolane
II.5.1. Définition de la pouzzolane
II.5.2. La qualité de la pouzzolane dépend en grande partie de sa genèse
II.5.3. Le rôle principal de la pouzzolane dans la fabrication de ciment
II.5.4. Caractéristiques physico-chimique de la pouzzolane
II.5.5. Situation Existante
II.6. Sixième axe : adjuvant
II.6.1. Définition
II.6.2. Objectif
II.6.3. Technique du benchmark ING
II.6.4. Les résultats d’analyse
II.6.5. Interprétation des résultats
II.7. Septième axe : Broyage
II.7.1 Etude de l’état du fonctionnement du broyeur
II.7.2 Etude de l’état du fonctionnement du séparateur
II.7.3 Etude de la stabilité de La gaine gaz chauds
II.7.4. Humidité de la matière
III. Les plans d’action sur chaque axe
III.1. Les actions sur l’échantillonnage
III.2. Les actions sur les incidents
III.2.1. Premier problème : marche à vide
III.2.2 Deuxième problème : changement qualité
III.3. Les actions sur la régularité clinker
III.4. Les actions sur la régularité pouzzolane
III.4.1. Les résultats obtenus [annexe 7
III.5. Les actions sur la réactivité clinker
III.5.1. La composition chimique
III.5.2. Les conditions de cuisson
III.6. Les actions sur le broyage
III.6.1. Humidité de la matière
IV.Evaluation économique
IV.1. Gain grâce à l’action au niveau du Pouzzolane
IV.2. Gain grâce à l’action au niveau d’adjuvant
Conclusion
Références
Les annexes