L’estimation possible de consommation d’énergie

L’estimation possible de consommation d’énergie

Le matériau ciment

Le ciment est une matière pulvérulente formant avec l’eau ou avec une solution saline une pâte plastique liante, capable d’agglomérer, en durcissant, des substances variées. Son emploi le plus habituel est sous forme de poudre utilisée avec de l’eau pour agréger du sable et des graviers (granulats) pour donner le béton [3]. Comme définition physique; le ciment est un liant hydraulique se présentant sous forme de poudre fine qui est à base de calcaire et d’argile utilisé qui fait prise par ajouts d’eau [4]. Il durci rapidement et atteignant en peu de jours son maximum de résistance. Après durcissement, cette pâte conserve sa résistance et sa stabilité, même sous l’eau. On peut aussi donner une définition chimique à ce matériau: alors, un ciment artificiel est un produit provenant de la cuisson de mélanges artificiels (de la main de l’homme) de silice, d’alumine et de carbonate de calcium (de chaux), sur lesquels l’eau n’a aucune action (ou qu’une action particulièrement lente avant la trituration) et qui, réduits en poudre mécaniquement, font prise sous l’effet de l’eau en des temps variables suivant leur qualité.

Les ciments auraient en premier lieu été découverts par les Égyptiens puis perfectionnés par les civilisations suivantes, tels que les Mayas et les chinois, par l’utilisation de chaux obtenue par cuisson de roches calcaires, suivie d’une extinction à l’eau [5]. Les Grecs d’Italie le renforcèrent avec des cendres pouzzolaniques (cendres volcaniques de la région de Pouzzoles), usage repris et généralisé par les Romains. Jusqu’à l’Époque moderne, le ciment est un liant, fréquemment une chaux, additionnée d’adjuvant comme les tuiles ou briques concassées dont l’argile à des propriétés hydrauliques. La pouzzolane (terre volcanique de Pouzzoles, région de Naples, Italie) est particulièrement utilisée comme adjuvant. Le ciment ne prend son acception contemporaine qu’au XIXème siècle, quand Louis Vicat identifie le phénomène d’hydraulicité des chaux en 1817 et celle des ciments [6]. En revanche, cette propriété d’hydraulicité du mélange ainsi constitué est restée totalement inexpliquée jusqu’aux travaux de Louis Vicat qui élabore, en 1817, la théorie de l’hydraulicité et fait connaître le résultat de ses recherches concernant la proportion d’argile et la température de cuisson. Il donne des indications précises sur les proportions de calcaire et de silice nécessaires pour constituer le mélange qui, après cuisson à la température convenable et broyage, sera un véritable liant hydraulique fabriqué industriellement : le ciment artificiel. L’industrie du ciment était née. Quelques années plus tard, en 1824, le Britannique Joseph Aspdin dépose un brevet pour la fabrication d’une chaux hydraulique à prise rapide qu’il nomme commercialement le ciment Portland (car la couleur de son produit ressemble aux célèbres pierres des carrières de la péninsule de «Portland» localisées en Manche.

En 1828, Louis Vicat réalise un pont suspendu en ciment, au dessus de la Corrèze, à Argentat, qui démontre la qualité de son matériau [5]. Dans les années qui suivent, Vicat parcourt la France afin de découvrir plus de trois cents carrières capables de fournir ces chaux hydrauliques et en publie les listes dans les Annales des Ponts et Chaussées. Mais il faut attendre 1840, et la découverte des principes d’hydraulicité des ciments lents (dits actuellement ciments Portland) toujours par Louis Vicat (société Vicat) – une cuisson à la température de fusion pâteuse soit 1450 °C qui permet d’obtenir le clinker – pour voir une réelle fabrication de ces ciments modernes et apparaître ensuite une architecture de béton coffré puis béton armé [6]. Naissance de l’industrie cimentière : En France, un polytechnicien, Pavin de Lafarge, installe des fours à chaux au Teil, en 1833, et La première usine de ciment a été créée par Dupont et Demarle en 1848 à Boulogne-sur-Mer. La production industrielle de ciment débute alors dans la première moitié du XIXème siècle. Le développement n’a pu se faire que grâce à l’apparition de matériels nouveaux : four rotatif et broyeur à boulets en particulier. Le premier composant du béton est donc opérationnel à la fin de la première moitié du 19ème siècle [5]. Les procédés de fabrication se perfectionnèrent sans cesse : en 1870, pour produire une tonne de clinker (constituant de base du ciment) il fallait 40 heures, actuellement, il faut environ 3 minutes [6].

Le marché national de ciment La production du secteur public de ciment en Algérie est passée depuis l’indépendance ce jour de 1,5 million de tonnes par an seulement en 1962, à plus de 12 millions de tonnes actuellement. Le Groupe industriel des ciments d’Algérie (GICA) a produit 12.143.557 tonnes de ciment en 2015 contre 11.555.280 tonnes en 2014 soit une augmentation de 5 %, a indiqué le groupe [19]. Le besoin en ce matériau stratégique a fortement augmenté au cours des dernières années avec le lancement de grands chantiers inscrits dans le plan d’action du gouvernement comme les autoroutes, les voies ferrées, les barrages et les projets de réalisation de logements. La production nationale actuelle de ciment (secteur privé et public) n’arrive pas à satisfaire la forte demande sur ce produit, dans un marché accusant un déficit de 5 millions de tonnes. Mais malgré l’insuffisance de l’offre, l’industrie algérienne du ciment a connu une évolution “remarquable” au fil des années étant donné que le secteur qui ne comptait que les cimenteries de Meftah (Blida), de Rais Hamidou (Alger) et de Zahana (Mascara) à l’indépendance (1962), a vu la réalisation de neuf autres sociétés des ciments, implantées sur tout le territoire national [15]. Actuellement, ce secteur qui est sous la coupole du Groupe industriel des ciments d’Algérie (GICA), qui a été créé en 2009, compte douze cimenteries publiques qui sont les cimenteries de Hadjar-Soud (Annaba), de Ain Kebira (Sétif), de Hamma Bouziane (Constantine), de Tébessa, de Ain Touta (Batna), de Sour El Ghozlane (Bouira), de Rais Hamidou (Alger), de Zahana (Mascara), de Béni-Saf (Ain Temouchent), de Saida, de Oued Sly (Chlef) et de Meftah (Blida).

L’Algérie, un pays exportateur du ciment en 2018

Le Groupe industriel des ciments d’Algérie (GICA) a consacré ces dernières années (depuis 2015) un investissement de 154 milliards de DA pour porter sa capacité de production annuelle de ciment à 19 millions de tonnes à l’horizon 2018, contre 12 millions de tonnes actuellement [20]. La vision stratégique du Groupe GICA est basée essentiellement sur l’augmentation de sa part de marché, ainsi que sur un positionnement sur le marché international. Le plan de développement du Groupe GICA prévoit également l’extension des capacités de production de deux (2) cimenteries existantes, sur lesquelles le Groupe compte réaliser 2 nouvelles lignes technologiques. Les usines concernées par le programme d’extension des capacités de production sont: •La Cimenterie de Aïn El Kebira (Sétif), •La Cimenterie de Oued Sly (Chlef), En Effectuant une visite d’inspection dans la wilaya de Sétif durant le mois de Janvier 2017, le ministre de l’Industrie et des Mines Mr. Abdesselam Bouchouareb a affirmé que la mise en service de la deuxième ligne de production de la cimenterie d’Aîn Kbira (+2 millions de tonnes), l’augmentation de la production de l’usine de Chlef (+2 millions de tonnes) et celle d’Adrar (+1,5 million de tonnes) permettra à l’Algérie de satisfaire ses besoins. Alors, et selon le ministre de l’Industrie et des Mines, la production nationale du ciment augmentera d’ici le mois d’octobre de l’année en cours (2017) de 5,5 millions de tonnes.

Les émissions de Dioxines et Furannes

Les Dioxines et Furannes sont des hydrocarbures polycycliques aromatiques chlorés et leur formation est essentiellement la conséquence d’activités humaines. Tous les procédés de combustion sont potentiellement générateurs de dioxines et furannes : industrie utilisatrice de Chlore, procédés industriels à haute température, incinérateurs de déchets, chauffage domestique, transports… etc. Les Dioxines et Furannes peuvent, en effet, être formés lorsque du Chlore et des composés organiques sont présents et portés à des températures favorables, c’est-à-dire à des plages comprises entre 250 et 400 °C. Cependant, ces molécules sont détruites lorsqu’elles sont soumises à des températures suffisantes (> 850 °C) [27], sur une durée adéquate et si la température est suffisamment homogène. En outre, le refroidissement doit être rapide après la combustion afin de ne pas conduire à des reformations. Le Chlore et les matières organiques sont présents dans les fours des cimenteries. Cependant, les conditions nécessaires à la destruction des molécules de Dioxines et Furannes sont particulièrement bien rencontrées dans les fours à clinker notamment car la température s’y élève jusqu’à 2000 °C. De plus, les zones de températures moins élevées se situant en aval de la combustion ne sont pas non plus favorables à la formation de Dioxines et Furannes car les précurseurs organiques ont été détruits lors de leur passage à plus de 1000 °C et les autres réactifs (HCl et Oxygène) ne sont plus disponibles. Des valeurs limites d’émissions toujours respectées. Par exemple, la « VLE » appliquée aux fours à clinker est la même que celle appliquée aux incinérateurs de déchets dangereux par la législation européenne et est fixée à 0,1 g Téq/m3. À l’heure actuelle, dans la plupart des pays européens, les émissions de dioxines de l’industrie cimentière restent particulièrement basses : de l’ordre de 0,6 g Téq/an.

Table des matières

REMERCIEMENTS
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Résumé
Problématique
Introduction générale
I.1. Introduction
I.2. Le matériau ciment
I.2.1. Définition
I.2.2. Un peu d’histoire
I.2.3. Différents processus de fabrication du ciment
I.2.3.1. La voie sèche
I.2.3.2. Autres techniques de préparation de la matière
I.2.4. La fabrication du ciment
I.2.4.1. Les matières premières
I.2.4.2. Différentes étapes de la fabrication du ciment par voie sèche
I.3. Quelques statistique sur la fabrication du ciment
I.3.1. Le marché mondial du ciment
I.3.2. Le marché national de ciment
I.4. Conclusion
II.1. Introduction
II.2. Les émissions atmosphériques dans l’industrie du ciment
II.2.1. Introduction
II.2.2. Les gaz d’échappement
II.2.2.1. Les émissions de l’Oxydes d’Azote (NOx)
II.2.2.2. Les émissions de Dioxydes de Soufre (SO2)
II.2.2.3. Les émissions de Dioxyde de Carbone (CO2)
II.2.2.4. Les émissions de Dioxines et Furannes
II.2.2.5. Les émissions de HCl
II.2.3. Les matières particulaires
II.2.4. Les émissions de poussières
II.2.5. Les émissions de métaux lourds et autres polluants atmosphériques
II.2.6. Les émissions à la cheminée
II.3. Consommation énergétique
II.3.1. Introduction
II.3.2. Les besoins calorifiques
II.3.3. Les besoins électriques
II.3.4. Les sources d’économie d’énergie
II.4. La valorisation énergétique
II.4.1. Comment les déchets sont-ils utilisés pour produire du ciment ?
II.4.2. Quel traitement est le moins nocif pour l’environnement ?
II.4.3. Utilisation des ressources et production de déchets
II.5. Conclusion
III.1. Introduction
III.2. Présentation de la cimenterie de Béni-Saf
III.2.1. L’histoire de la Cimenterie
III.2.2. Les différents services de production à la SCIBS
III.2.2.1. Sous-direction exploitation
III.2.2.2. Sous-direction maintenance
III.2.3. La capacité de production
III.3. La fabrication du ciment a la SCIBS
III.3.1. Le ciment produit
III.3.2. Les composantes chimiques et minéralogiques du ciment de Béni Saf
III.3.3. Processus de fabrication du ciment à la SCIBS
III.3.3.1. Extraction de la matière première
III.3.3.2. Préparation du cru (concassage et pré-homogénéisation)
III.3.3.3. Broyage du cru
III.3.3.4. Homogénéisation
III.3.3.5. Cuisson
III.3.3.6. Stockage du clinker
III.3.3.7. Broyage du ciment
III.3.3.8. Stockage, ensachage et expédition
III.4. Problèmes écologique et économique dans la cimenterie de Béni Saf
III.4.1. Problème écologique Table des matières
III.4.1.1. Types de polluants rejetés dans l’atmosphère
III.4.1.2. Les menaces écologiques de la cimenterie de Béni Saf
III.4.2. Problème économique
III.5. Conclusion
IV.1. Introduction
IV.2. Utilisation des batteries de condensateurs
IV.2.1. Définition
IV.2.2. But de l’utilisation des batteries de condensateurs
IV.2.3. Energies active, réactive, apparente (définitions et rappel)
IV.2.4. Compensation de l’énergie réactive
IV.2.5. Réduction de la puissance apparente absorbée (la compensation)
IV.2.6. Types de compensation
IV.2.7. Exemple de calcul de puissance de batterie à installer
IV.2.8. Conclusion
IV.3. Valorisation énergétique des déchets en cimenterie
IV.3.1. Introduction
IV.3.2. Les combustibles de substitution (Combustibles issus de déchets)
IV.3.3. Consommation d’énergie et de combustibles
IV.3.4. Comment utiliser les déchets pour produire du ciment ?
IV.3.5. Comment incinérer les déchets industriels ?
IV.3.6. Protocole de contrôle, sécurité et qualité
IV.3.7. Les avantages de la valorisation énergétique des déchets
IV.3.8. Conclusion
IV.4. Blade Compressor (Compresseur à lame)
IV.4.1. Introduction
IV.4.2. Définition d’un compresseur
IV.4.3. Compresseur à piston
IV.4.4. Transport pneumatique dans la cimenterie de Béni Saf
IV.4.5. La nouvelle technologie pour remplacer le compresseur à piston
IV.4.5.1. Définition d’un compresseur à lame
IV.4.5.2. Une nouvelle prise sur un vieux problème
IV.4.5.3. Principe de fonctionnement
IV.4.5.4. Comment le compresseur à lame pourrait révolutionner l’industriedu
IV.4.6. Conclusion
IV.5. L’estimation possible de consommation d’énergie
IV.5.1. la méthode des moindres carrés
IV.5.2. la méthode de rapport mobile
IV.5.3. Comparaison entre les deux méthodes
IV.6. Réduction des émissions de poussières canalisées à l’aide des installations de dépoussiérage
IV.6.1. Utilisation des filtres électrostatiques
IV.6.2. Utilisation des filtres à manches
IV.6.2.1. Les performances des filtres à manche
IV.7. Conclusion
Conclusions et Perspectives
Références bibliographiques
Annexe A
A.1 S’inspirer du corps humain pour capturer le CO2 à grande échelle
A.1.1 introduction
A.1.2. Principe de fonctionnement
A.1.3. Les avantages de l’enzyme 1T1
A.1.4. Une fois le CO2 capturé, comment s’en débarrasser ?
A.1.5. Conclusion

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