DOSAGE NUMERIQUE DES INTRANTS POUR LA FABRICATION DE ...

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPRIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTRMENT GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

FILIERE GENIE INDUSTRIEL

« Mémoire de fin d’étude pour l’obtention de diplôme d’ingénieur en génie industriel »

Promotion 2013

Présenté par :

Monsieur RAJOMALAHY Julien Aimé

Directeur de mémoire :

Monsieur RANOARIVONY Andrianjoelimahefa Honoré, Maître de conférences à

l’ESPA

Date de soutenance : 19/07/14

Année d’étude : 2012-2013 »

DOSAGE NUMERIQUE DES INTRANTS

POUR LA FABRICATION DE CIMENT

EN UTILISANT LA TECHNOLOGIE DES

POUDRES

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPRIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTRMENT GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

FILIERE GENIE INDUSTRIEL

« Mémoire de fin d’étude pour l’obtention de diplôme d’ingénieur en génie industriel »

Présenté par :

Monsieur RAJOMALAHY Julien Aimé

Directeur de mémoire :

Monsieur RANOARIVONY Andrianjoelimahefa Honoré, Maître de conférences à l’ESPA

Président de jury :

Monsieur rabeatoandro JOELIHARITAHAKA, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Examinateurs :

Monsieur ANDRIAMANALINA William, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Monsieur RANDRIANATOANDRO Grégoire, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Monsieur ANDRIANAIVO Lala, Professeur à l’E.S.P.A

Monsieur RAKOTONIRINA René, Maître de conférences à l’ESPA

Année 2014

DOSAGE NUMERIQUE DES INTRANTS

POUR LA FABRICATION DE CIMENT

EN UTILISANT LA TECHNOLOGIE DES

POUDRESS

Mémoire de fin d’études Page i

Table des symboles et abréviations Symbole Unité Définition

J Energie cinétique

Energie cinétique de masse

Energie potentiel de masse

Energie totale

F Force de volume

Force volumique de viscosité

G Grandeur vectoriel quelconque

g Accélération de la pesanteur

M Débit massique

n Vecteur unitaire de la normale extérieure d’un élément de surface

t s Temps

T K Température

V Volume

v Vitesse

Coefficient de frottement

Masse volumique

Constante du temps

Pulsation propre

P Pa Pression

Contrainte

S Surface

s m Epaisseur

D Dispersion

L Longueur de dispersion

Section microscopique

Section

p Variable de Laplace

H Débit volumique

Mémoire de fin d’études Page ii

Table des abréviations P.O : Partie Opérative

P.C : Partie Commande

G.R.A.F.C.E.T : GRAphe Fonctionnel de Commande Etape / Transition

C.P.A : Ciment Portlands Artificiels

C.P.J : Ciments Portlands composés

S.I.L : Système Linéairement Invariant

T.O.R : Tout Ou Rien

F.T.B.O : Fonction de Transfert en Boucle Ouvert

F.T.B.F : Fonction de Transfert en Boucle Fermer

P.I.D : Proportionnel Intégrale Dérivé

Table des tableaux Tableau 1 : Signification du schéma de procédé ................................................................................... 17

Tableau 2 : Désignation des fonctionnements des citernes ................................................................. 18

Tableau 3 : Notation pour le spécification technologique du grafcet ................................................... 23

Tableau 4 : Notation des capteurs ........................................................................................................ 26

Tableau 5 : Notation des vannes ........................................................................................................... 28

Tableau 6 : Propriétés d’un système du second ordre.......................................................................... 44

Tableau 7 : Résultats1 de la simulation ................................................................................................. 49

Tableau 8 : Résultats 2 de la simulation ................................................................................................ 50

Mémoire de fin d’études Page iii

Table des figures Figure 1 : Organisation d’un système automatisé................................................................................... 2

Figure 2 : Modèle d’un système automatisé ........................................................................................... 3

Figure 3 : Méthode du grafcet ................................................................................................................. 4

Figure 4 : Méthode du circuit logique ..................................................................................................... 5

Figure 5 : Modèle d’un organe ................................................................................................................ 5

Figure 6 : Méthode de l’informatique numérique .................................................................................. 6

Figure 7 : Schéma bloc de régulation ...................................................................................................... 7

Figure 8 : Approche d’un système de régulation .................................................................................... 8

Figure 9 : Espace métrique orthonormée ............................................................................................... 9

Figure 10 : Poudre de ciment ................................................................................................................ 11

Figure 11 : Angle solide d’une particule de ciment ............................................................................... 12

Figure 12 : Procédé de production de ciment par voie semi-seche ...................................................... 16

Figure 13 : Schéma bloc d’un système de production de ciment ......................................................... 17

Figure 14 : Grafcet du point de vue fonctionnel ................................................................................... 24

Figure 15 : Grafcet du point de vue opérationnel ................................................................................. 25

Figure 16 : Diagramme Ladder .............................................................................................................. 27

Figure 17 : Schéma de fonctionnement du système à réguler ............................................................. 29

Figure 18 : Schéma bloc du système à réguler ...................................................................................... 29

Figure 19 : Modèle de poudre du ciment dans la conduite .................................................................. 30

Figure 20 : Frottement dans la conduite ............................................................................................... 32

Figure 21 : Source plane de dispersion ................................................................................................. 34

Figure 22 : Diamètre des conduites de Venturi..................................................................................... 35

Figure 23 : Système automatisé dans le temps ..................................................................................... 36

Figure 24 : Réponse indiciel d’un élément TOR .................................................................................... 37

Figure 25 : Représentation d’une fonction de transfert ....................................................................... 39

Figure 26 : Transformation d’un schéma bloc après correction ........................................................... 40

Figure 27 : Visualisation de l’éditeur « Nichols » .................................................................................. 45

Figure 28 : Visualisation de l’éditeur « Bode » ...................................................................................... 46

Figure 29 : Visualisation du logiciel de simulation «Avy-Etsy » ............................................................. 47

Figure 30 : Visualisation du logiciel de simulation « hono» .................................................................. 48

Figure 31 : Visualisation 3D du système ................................................................................................ 51

Figure 32 : Visualisation systématique du système .............................................................................. 52

Mémoire de fin d’études Page iv

Table des matières

Table des symboles et abréviations ......................................................................................................... i

Table des abréviations..............................................................................................................................ii

Table des tableaux ....................................................................................................................................ii

Table des figures...................................................................................................................................... iii

Table des matières ................................................................................................................................. iv

Remerciements ....................................................................................................................................... vi

Introduction ............................................................................................................................................. 1

Partie I : Les méthodes à utiliser .............................................................................................................. 2

I/L’automatisme séquentielle : ........................................................................................................... 3

1/Méthode du GRAFCET :................................................................................................................ 3

2/Méthode du circuit logique : ....................................................................................................... 4

3/Méthode de l’informatique numérique : ..................................................................................... 4

II/L’automatique continue : ................................................................................................................ 4

1/Modèle d’un organe ou sous-système : ...................................................................................... 5

2/Asservissent d’un système : ......................................................................................................... 7

III/Ecoulement dans un fluide : ........................................................................................................... 8

1/ Bilan de masse : ........................................................................................................................ 10

2/Bilan de quantité de mouvement : ............................................................................................ 10

3/Bilan d’énergie : ......................................................................................................................... 10

Partie II : Etude du système ................................................................................................................... 11

I/Technologie de la poudre : ............................................................................................................. 11

II/Le ciment et ces procédés technologique de fabrications ............................................................ 13

1/Le ciment : .................................................................................................................................. 13

2/Procédé technologique du ciment : ........................................................................................... 14

3/Dosage de la poudre de ciment : ............................................................................................... 15

III/Production du ciment : ................................................................................................................. 15

1/Le schéma bloc : ......................................................................................................................... 15

2/Le schéma de procédé : ............................................................................................................. 18

3/Présentation de l’usine : ............................................................................................................ 18

4/Fonctionnement du système : ................................................................................................... 18

5/Grafcet du système : .................................................................................................................. 21

Mémoire de fin d’études Page v

IV/Modèle simple du système à réguler : ......................................................................................... 28

Partie III : Manipulation des logiciels de simulation .............................................................................. 36

I/Généralité : ..................................................................................................................................... 36

1/ Les données à récolter pour une simulation : .......................................................................... 37

2/Méthode de choix de correcteur : ............................................................................................. 39

3/Application sur notre système : ................................................................................................. 41

II/ Procédé de simulation : ................................................................................................................ 44

III/Interprétation des résultats obtenus : ................................................................................ 50

IV/L’animation : ............................................................................................................................. 50

Partie IV : Etude d’impact environnemental ......................................................................................... 53

I/Impacte positive :............................................................................................................................ 53

II/Impacte négative : ......................................................................................................................... 54

III/Mesures à prendre : ...................................................................................................................... 54

Conclusion : ........................................................................................................................................... 55

Référence bibliographique :...................................................................................................................... I

Annexes .................................................................................................................................................. III

Annexe I : Dimensionnement des équipements de dosage : ............................................................. III

1/Les citernes : ............................................................................................................................... III

2/Compresseur : .............................................................................................................................. X

3/Tuyauterie : .................................................................................................................................. X

4/Tube de Venturi : ......................................................................................................................... X

5/Régulateur : .................................................................................................................................. X

5/Electrovanne : ............................................................................................................................. XI

Annexe II : Principe de venturi : ........................................................................................................ XII

1/Aspirateur à venturi : ................................................................................................................. XII

2/Séparateur à venturi : ............................................................................................................... XIII

Annexe III : Câblage de l’automate : ................................................................................................ XIV

1/ Interfaces d’entrées ................................................................................................................. XIV

2/ Interfaces de sorties.................................................................................................................. XV

3/Raccordement automate : Exemple : TSX 17-20 de chez Télémécanique ................................ XV

Mémoire de fin d’études Page vi

Remerciements Le présent travail n’aurait pas été mené à bon terme sans la contribution de plusieurs

personnes. Ainsi, qu’il me soit permis, ici, d’exprimer mes vifs remerciements et ma

profonde gratitude à ceux qui m’ont apporté leur aide pour l’accomplissement de mon

travail.

Je cite tout particulièrement :

Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo, qui a permis cette soutenance de mémoire de fin

d’études

Monsieur RAKOTOMANANA Charles Rodin, Chef de Département Génie Mécanique

et Productique ;

Monsieur RAKOTONIAINA Solofo Hery, Chef de Département Génie Electrique ;

Monsieur RANOARIVONY Andrianjoelimahefa Honoré Enseignant Chercheur à

l’E.S.P.A et Directeur de ce mémoire;

Monsieur RABEATOANDRO Joeliharitahaka, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A, qui

nous fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire ;

Les membres du Jury :

Monsieur ANDRIANAIVO Lala, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Monsieur ANDRIAMANALINA William, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Monsieur RANDRIANATOANDRO Grégoire, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

Monsieur RAKOTONIRINA René, Enseignant Chercheur à l’E.S.P.A

qui ont accepté de juger ce travail.

Tous les enseignants de l’E.S.P.A, en particulier ceux de la filière Génie Industriel ;

Mes parents qui m’ont encouragé et soutenu jusqu’à l’établissement final du

mémoire ;

Toute ma famille, mon frère et mes amis qui m’ont aidé.

Que Dieu vous bénisse tous.

RAJOMALAHY Julien Aimé

Mémoire de fin d’études Page 1

Introduction 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.

Pour mieux entrer dans le sujet voici le plan à suivre à part cette petite introduction :

Partie I : Les méthodes à utiliser

Partie II : Etude du système de production

Partie III : Manipulation des logiciels de production

Partie IV : Etude d’impact environnemental

Conclusion



Partie I : 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)

Figure 1 : Organisation d’un système automatisé

Partie opérative (P.O.) regroupe les mécanismes, les actionneurs ainsi que les

capteurs.

Partie commande (P.C.) regroupe les composants ou calculateurs destinés aux

traitements des signaux émis par la P.O.



I/L’automatisme séquentielle : Pour automatiser un système quelconque du point de vue opérative, on peut utiliser

trois grandes méthodes :

Méthode du GRAFCET

Méthode du circuit logique

Méthode de l’informatique numérique

Modèle d’un système automatique généralisé (Figure 2) :

Figure 2 : Modèle d’un système automatisé

Soit trois ensembles E, M, S non vide telle que :

*( )+

*( )+

*( )+

On note :

∑

Dans ce cas le système automatisé est une application de E vers S définie par la

relation .

1/Méthode du GRAFCET : Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etape / Transition) est un outil

graphique qui permet de décrire le fonctionnement et le comportement d’un automatisme

séquentiel (machine automatisée) plus particulièrement pour les parties commandes (Figure

Θ : E S

{X} Θ (y)



6). Il permet au prescripteur d'être complet dès la rédaction du cahier des charges. Il apporte

une aide appréciable lors de l'exploitation de la machine pour les dépannages et pour

d'éventuelles modifications.

Le Grafcet représente l’évolution d’un cycle comprenant des étapes et des

transitions.

Figure 3 : Méthode du grafcet

2/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).

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).

II/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.

Figure 3



1/Modèle d’un organe ou sous-système :

Figure 4 : Méthode du circuit logique

Figure 5 : Modèle d’un organe

Figure 4

Entrée e(t)



Figure 6 : Méthode de l’informatique numérique

L’organe X est considéré comme l’ensemble de ses entrées e(t) et de ses sorties s(t) :

, - (* ( )+ * ( )+)

Pour un système linéairement invariant (S I L), on a la relation généralisé définit par

des polynômes à coefficient réel et à des indéterminés fonctionnels.

Avec ( )

( )

La résolution de cette équation est lourde et longue, c’est pourquoi on utilise la

transformation de Laplace qui simplifiera cette équation.

Transformation de Laplace :

( )

( )

En appliquant cette transformation, on a :

Figure 6



( )

( ) ( ) ( )

( )

( ) ( ) ( )

( )

( )

Le modèle simplifier d’un organe *X+ est alors une fonction G(p) appelé fonction de

transfert :

( )

2/Asservissent d’un système : C’est une méthode permettant de corriger la sortie en fonction de l’entrée ou des

perturbations, cela se réalise à l’aide d’une chaine de retour.

Schéma bloc:(Figure 7)

Figure 7 : Schéma bloc de régulation

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. ...).

Figure 8 : Approche d’un système de régulation

III/Ecoulement dans un fluide : Considérons un espace où règne un champ de fluide. Soit M un point au milieu de ce

champ.

Dans le domaine de l’étude microscopique, les principes suivant sont à admettre

dans le cas où le point M est en évolution et se trouve dans un volume limité noté [V]

(Figure9).

PROCESSUS=FLACON + HUMAIN + BOUTEILLE



Figure 9 : Espace métrique orthonormée

Soit une grandeur G attacher au volume V à un instant donné. Et g sa valeur par unité

de volume : ( )

∫

Dans la base (x, y, z) on définit l’équation de bilan par :

∫ .

/ ∫ ∫

Ou ‖ ‖



1/ Bilan de masse : Si G représente la masse M du système et la grandeur par unité de volume. En

considérant que la masse est conservative (pas de création de masse). On a :

∫ .

/

(1)

Ce cas est presque impossible, on considèrera le fluide comme incompressible et

l’écoulement comme conservatif et stationnaire.

2/Bilan de quantité de mouvement : Si G représente la quantité de mouvement du système, on a :

∫ .

/ ∫ ∫

( )

De ce fait les intégrations :

∫ (

)

∫ ∫

3/Bilan d’énergie : Théorème de l’énergie cinétique : « La variation de l’énergie cinétique pendant une

unité de temps d’un système matériel est égale à la puissance exercée par les force

extérieure et intérieure appliquée à ce système. »

Si G représente l’énergie cinétique du système et en considérant

l’énergie

cinétique par unité de volume, on a :

∫ .

(

) / ∫ ∫

(3)

Explicitement :

∫ (

)

∫ ∫



Partie II : 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.

I/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

(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

Figure 10 : Poudre de ciment



Phénomène de dispersion :

Les poudres font faces à des flux et des courants de dispersions ou de diffusions.

L’étude de ces phénomènes dans un espace (o, x, y, z) nous permet de décrire le

comportement des poudres lors d’une dispersion.

Soit un point definit par (x, y, z) et l’angle solide , -

Figure 11 : Angle solide d’une particule de ciment

Equation de dispersion :

∫ ( ) ∫ ( ) ( ) ∫ ( )

( )

De ce fait :

∫ ( )

∫ ( ) ( )



∫ ( )

Coefficient de dispersion :

Avec

Longueur de dispersion :

√

II/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.

1/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 :

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

Composition chimique du ciment :

2/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 (Figure 12).



3/Dosage de la poudre de ciment :

Le dosage s’effectue en deux étapes. La première pour le dosage du calcaire et la

deuxième pour le dosage du clinker avec du gypse ou d’autres éléments additifs.

III/Production du ciment : Ce sous-chapitre traitera, les démarches et les normes à suivre pour le début de

l’automatisation. On commence par dresser le schéma bloc puis le schéma de procédé et en

fin le grafcet.

1/Le schéma bloc :

Le schéma bloc, ou schéma fonctionnel, est un document fondamental de la voie

d’accès décrivant l’ensemble des enchaînements ou étapes (réaction, séparation, mise en

forme…) qui conduisent des matières premières au produit fini.



Figure 12 : Procédé de production de ciment par voie semi-seche



Figure 13 : Schéma bloc d’un système de production de ciment

Tableau 1

Figure Représentation

Sens d’écoulement d’entrée, de sortie et de liaison

Fonction à assurer

Stockage d’élément

Tableau 1 : Signification du schéma de procédé

B

Figure 13



Tableau 2

Désignation Fonction

A Stockage de clinker

B Stockage de gypse

C Stockage d’additif

E Stockage de CPA

F Stockage de CPJ

N Stockage de clinker

G Doseur de clinker

H Doseur de gypse

I Doseur d’additif

L Doseur de calcaire

M Doseur d’argile

D Ensemble des doseurs

J Stockage de calcaire

K Stockage d’argile

O Séparateur à venturi Tableau 2 : Désignation des fonctionnements des citernes

2/Le schéma de procédé :

Le schéma de procédé fait suite au schéma bloc. Il représente de manière symbolique

l’ensemble des équipements de procédé, y compris les stockages, avec toutes les lignes de

liaisons principales et les alimentations en utilisées. Il peut encore garder une symbolique

fonctionnelle, du moin en partie.

3/Présentation de l’usine :

Pour la représentation de l’usine, on va voir une vue en coupe de l’usine de dosage

(vue en coupe).

4/Fonctionnement du système :

Notre système est un doseur numérique composé de quatorze citernes.

On verse de la poudre de calcaire dans la citerne J et de la poudre d’argile dans la

citerne K, on appui sur le bouton CPA ou CPJ et sur le bouton marche [S]. Le système

fonctionne avec une moto compresseur aspirant par venturi le calcaire dans une citerne de

mise à niveau *L+ avec la dose suffisante. Puis de même, il aspire l’argile avec la dose

suffisante dans une autre citerne de mise à niveaux *M+. Apres il y a mélange à l’aide du tube

de venturi et la poudre se déverse dans une citerne [N].



Doseur d’argile



La poudre dans [N] passe dans l’atelier de cuisson et broyer par un autre broyeur

pour redevenir poudre fin. De ce fait on obtient la poudre de clinker.

Le clinker en poudre est maintenant versé dans une citerne [A] et en même temps

des pouzzolanes ou d’autres produits additifs en poudre sont versés dans une autre citerne

[B] pour la production de CPJ. De plus une citerne C reçoit des poudres de gypse pour la

production de CPA.

Le compresseur avec le tube de venturi aspire le clinker en dose suffisante dans une

citerne de mise à niveau [G]; puis un même système de mise à niveau aspire soit du gypse,

soit des matières additives pour en fabriquer des CPA ou CPJ.

Le ciment aspiré passe dans un séparateur à venturi pour rendre encore plus fin la

poudre. En fin les ciments sont stockés dans des grandes citernes [E] ou [F] selon le type de

ciment.

Pour avoir la dose suffisante dans les cinq citernes de mise à niveaux, on utilise une

vanne capteur de débit et une vanne régulatrice de débit .La régulation se fait par régulateur

PI adapté.

Etat initial :

Chaque jours, les cuve [J] et [K] doivent être remplies initialement .Pour la production

de CPA la cuve [B] doit être aussi remplie et de même pour la production de CPJ le

remplissage de [C] est nécessaire.

On produit soit du ciment CPA soit du ciment CPJ dans une journée de huit heures de

fonctionnement.

Toutes les vannes de vidange sont fermées.

Les vannes (choix du chemin) ouvertes.

5/Grafcet du système :

Dans l’étude du grafcet, on procède en trois étapes essentielles : en commençant par

le grafcet de niveau 1, puis par le grafcet de niveau 2 et en fin par la rédaction sous langage.

Pour notre cas on utilise le langage Ladder.



a/Grafcet de niveau 1 : Spécification fonctionnelle

Il décrit le comportement de la partie commande en fonction de l’évolution de la

partie opérative : c’est le rôle des spécifications fonctionnelles décrivant, ce que doit faire

l’automatisme. À ce niveau, les contraintes technologiques (des actionneurs, des capteurs…)

n’interviennent pas, seules comptent les fonctionnalités (Figure 17).

b/Grafcet de niveau 2 : Spécification technologique et opérationnelle

Le second niveau renseigne sur la nature technologique des actionneurs et des

capteurs ; on y trouve donc leurs caractéristiques et les contraintes qui y sont associées.

C’est aussi à ce niveau que les spécifications opérationnelles, décrivent les conditions

d’utilisation, (Figure 18).

c/Diagramme Ladder du système :

Le diagramme ladder consiste d’établir pour chaque étape du GRAFCET les équations

des conditions d’activation et de désactivation. La condition d’activation d’une étape est

câblée à une bobine SET (S) et la condition de désactivation est câblée sur une bobine RESET

(R), (Figure 19 a et 19 b).

Tableau 3

Désignation Action

CoM Moto compresseur marche

CoA Moto compresseur arrêt

XF Vanne fermé

XO Vanne ouvert Tableau 3 : Notation pour le spécification technologique du grafcet



Figure 14 : Grafcet du point de vue fonctionnel

Figure 14



Figure 15 : Grafcet du point de vue opérationnel

Figure 15



Tableau 4

Désignation Citerne

Niveau haut Niveau bas

Capteur de niveau n o J

l m K

p q N

a b A

c d B

e f C

g h E

i j F

Bouton poussoir BP Bouton poussoir marche

T Bouton poussoir CPJ

U Bouton poussoir CPA

Arrêt d’urgence Du point de vu commande (dans la partie commande)

Fin de marche k Capteur de fin de marche du compresseur Tableau 4 : Notation des capteurs



Figure 16 : Diagramme Ladder

Figure 19 Figure 16



Tableau 5

Désignation Citerne

Vannes de régulation Q v L

w M

x G

y H

z I

Vannes injecteur T I1 L

I2 M

I3 G

I4 H

I5 I

Vannes de vidage S J J

K K

L L

M M

A A

B B

C C

G G

H H

I I

E E

F F

Vanne de choix de chemin U H’ CPA

G’ CPJ

Vannes indicateur de pression P P1

P2

P3 Tableau 5 : Notation des vannes

IV/Modèle simple du système à réguler :

On a cinq systèmes à réguler, ces systèmes ont le même fonctionnement, il faut donc

étudier qu’une seule et de faire l’analogie avec tous les autres.



Figure 17 : Schéma de fonctionnement du système à réguler

Schéma bloc du système de régulation :

Figure 18 : Schéma bloc du système à réguler

Figure 17

Figure 18



Dans notre système, le tube de venturi sert pour aspirer la poudre de ciment. Le

régulateur de débit est une vanne de précision de diamètre 10, la vanne est un simple

injecteur pour diminuer l’effet de la dispersion des poudres de ciments.

La perturbation est donc due à la conduite qui est le siège de l’effet de frottement

et celle des forces de masses.

Dans notre étude la tuyauterie est de diamètre 10, ce qui fait que l’effet de la gravité

est peut percevable.

L’effet de frottement est caractérisé par :

Le ciment elle-même

La nature et la courbure des tuyaux.

Soit un point P, qui se trouve à l’intérieur de la conduite, en appliquant le théorème

de bilan des grandeurs.

Figure 19 : Modèle de poudre du ciment dans la conduite

Figure 19



On désigne par :

L’écriture de l’équation intégrale de la quantité de mouvement ne fait intervenir

aucune différence entre les forces appliquées au système. Elle est obtenue par un régime

permanant. D’après l’équation (2) on a :

∫ ( )

Ici

∫ ( )

Soit

Correspond au débit massique du fluide sur la surface compté

positivement si le fluide sort du volume V.

Ainsi l’équation intégrale s’écrit :

∫

Dans le volume V limité par On a :

∫ ∫

Dans un courant de ciment de vitesse et de section constante, on a :

( )

Pour notre cas :

∑



∑

( )

Avec

Dans une conduite les forces de frottements s’expriment par :

Démonstration :

La contrainte de cisaillement entre deux couches de fluide qui s’écoulent à des

vitesses différente est proportionnelle à la vitesse de déformation des particules de ciment.

Figure 20 : Frottement dans la conduite

En effet soit deux point M et M1 qui, à l’instant t ont la même abscisses x1.M se

déplace à la vitesse v= v1 x1 et M1 à la vitesse v + dv=(v1+dv1) x1.Au bout du temps dt ,le point

M sera déplacé de la quantité v1dt x1 .

Le résultat de cette différence de déplacement est une distorsion du carré MM1N1N à

l’instant t+dt ,la déformation angulaire est :

Figure 20 0 x



Comme la vitesse de déformation angulaire et par définition

, on voit que la

contrainte de cisaillement s’écrit :

Les poudres de ciment obéissent à cette loi. On l’appelle loi de Newton

On obtient de ce fait la formule :

De même, le ciment étant soumis à des phénomènes de dispersion, considérons

l’équation (4).D’après la formule d’Ostrogradski, on a :

∫

( ) ∫ ( )

Quel que soit le volume V, cette équation vérifie que :

( ) ( ) ( ) ( )

Cette équation définie la relation entre le flux et le courant qu’on peut

transformer en une équation de flux seul en appliquant la loi de Fick :

( ) ( ) ( )

On a donc :

, ( ) ( )- ( ) ( ) ( )

On suppose que le ciment est homogène, ce qui signifie que :

( )

( )

Elle s’écrit donc par :

( ) ( ) ( )

C’est une quation aux d riv es partielles du second ordre lin aire

et, ici, à coefficients constants. Il faut préciser les conditions aux limites avant de

chercher la forme des solutions dans différents cas simples.



Figure 21 : Source plane de dispersion

On choisit le plan source comme origine de coordonné (Cas d’une seule

dimension x).Le flux est solution de l’équation différentielle :

(x) ( )

( )

√

Longueur de dispersion de la poudre de ciment

La dispersion perturbe l’écoulement du ciment dans les conduites donc on

peut écrire :

Avec

On a alors :

( )

En appliquant la transformation de Laplace, on a :

0 x

N M

N1

dx1

M1

Plan source

Figure 21



( )

( ( ) ( ))

( ) .

/

( )

( )

( )

Le model du système est donc une fonction ( ) definit par ( ) ( )

( )

( )

Calcul du débit :

Empiriquement le débit de l’aspirateur de venturi est :

√

Avec

( )

( )

Figure 22 : Diamètre des conduites de Venturi

Figure 22



Partie III : Manipulation des logiciels de

simulation Après avoir obtenu le modèle du système, passons maintenant à la simulation en

commençant par une petite généralité sur la démarche de simulation. Puis sur la

manipulation et l’interprétation des résultats obtenus et on termine par l’animation du

procédé.

I/Généralité :

La simulation consiste à faire évoluer le système dans le temps et de prévoir ce qui va

se produire, afin d’obtenir des donnés sur le système.

Le système se compose de plusieurs organes qui possèdent chacun leurs propres

fonctions de transferts.

Figure 23 : Système automatisé dans le temps

Soit * +

En fonction du temps, on a :

( ) * ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+

Pour que le système fonctionne normalement, il faut que : Quel que soit S

appartenant à G , S(t) est stable.



Pour notre cas, les systèmes à corriger sont presque totalement identiques. Une

seule étude suffit pour connaître les fonctionnements des autres.

Ces systèmes sont :

Les systèmes L et M pour le premier dosage

Les systèmes G, H et I pour le deuxième dosage

Pour l’autre système on admet que leur fonction de transfert est une grandeur unité toute

ou rien.

Figure 24 : Réponse indiciel d’un élément TOR

1/ Les données à récolter pour une simulation :

Données temporelles :

Système du premier ordre :

Elle est de la forme :

( )

Avec

Figure 24



o

o

Système du second ordre :

Elle est de la forme :

( )

Avec

o

On doit résoudre l’équation suivante :

√ cos [ √ arctan (

√ )]

o

√ ,

arctan (

√ )-

o

√

o

√

o



√

Donnée fréquentielle :

Système du premier ordre :

o

Système du second ordre :

o

o

( √ )

o

( √ )

Erreur statique (elle dépend de la classe du système)

2/Méthode de choix de correcteur :

Soit G(p) la fonction de transfert en boucle ouvert (FTBO) du système à corrigé

Figure 25 : Représentation d’une fonction de transfert

( ) ( ) ( )

( )

( )



( )

Figure 26 : Transformation d’un schéma bloc après correction

Avec retour unitaire, on a :

( ) ( ) ( )

( ) ( )

( ), ( ) ( )- ( ) ( )

( ) ( )

( ), ( )-

Pour choisir le correcteur C(p), on a le choix entre deux méthodes, la méthode

directe et la méthode du PID classique :

Méthode directe :

On choisit H(p) pour que le système fonctionne mieux. En règle générale on

considère un FTBF du deuxième ordre.



( )

o D’amortissement assez élevé pour éviter les dépassements abusifs

( ),

o De pulsation propre aussi élevée que possible (bande passante

large, donc tr meilleur),

o Du gain statique égal à l’unité, qui assure un écart de position nul en

régime permanent.

Méthode du PID classique :

On corrige le système avec un correcteur PID régler selon trois grande principes

empiriques :

o Principe de Broida

o Principe de Ziegler Nichols

o Principe de cheine et Horness

Action P : Elle est caractérisée par une constante de proportionnalité, qu’on appelle

gain, sa valeur est multipliée par l’écart instantané, ainsi l’action sur le système le rende plus

rapide dans la limite de sa stabilité.

Action I : Elle est caractérisée par sa constante du temps , qui annule l’écart

statique.

Action D : Elle est représentée par sa constante du temps , qui augmente la

précision du procédé.

3/Application sur notre système :

a/Pour le système en BO

Erreur statique :

Avec E : Amplitude en échelon

k : Gain du FTBO



On prend E= 1

Temps de réponse :

Pour le système du premier ordre, on a :

Calcul de

:

√

(

)

(

)

Pour le ciment :

b/Calcul du correcteur :

( ) ( )

( ), ( )-

Avec ( )



Et ( )

On pose :

( )

(

)

Soit encore : ( )

(

)

( ) ( )

( )

Avec

Application numérique :

On a ,489

o Choix de pulsation propre :

Pour m=0,7 on a

Tableau 6

m D%

0 ,1 30 73

0,15 20 62

0,2 14 53

0 ,25 11 44

0,3 10,1 37

0,35 7,9 31

0,4 7,7 25

0,45 5,4 21

0,5 5,3 16

0,55 5,3 12,6

0,6 5,2 9,5

0,66 5,0 6,8

0,7 3 4,6

0,75 3,1 2,84

0,8 3,4 1,52



0,85 3,7 0,63

0,9 4 0,15

0,95 4,1 0,01 Tableau 6 : Propriétés d’un système du second ordre

On veut augmenter la rapidité et améliorer la précision

du système, soit k une grandeur proportionnelle à notre temps

de réponse telle que :

On varie k de 0 à une valeur qui déstabilise le système

.De ce fait on trouve pour k =10 le système fonctionne comme

voulu. On a alors :

( )

c/Calcul du FTBF du système :

( ) ( ) ( )

( ) ( )

Après calcul , on a:

( )

Application numérique :

( )

II/ Procédé de simulation : La simulation peut s’effectuer d’une manière : automatique ou manuel.

On s’intéresse à la simulation automatique

Simulation manuel :

On trace la courbe manuellement dans les abaques de

simulations.



Abaque de Nichols :

Figure 27 : Visualisation de l’éditeur « Nichols »

Figure 27



Abaque de Bode :

Figure 28 : Visualisation de l’éditeur « Bode »

Simulation automatique :

On introduit la fonction de transfert dans le logiciel de

simulation.

Simulation sous « Avy-Etsy »

Figure 28



Figure 29 : Visualisation du logiciel de simulation «Avy-Etsy »

Figure 29



Simulation sous « Hono »

Figure 30 : Visualisation du logiciel de simulation « hono»

Figure 30



Résultats 1:

Tableau 7

BO BF

Réponse temporelle Impulsion

Indiciel

Rampe

Réponse

fréquentielle

Bode

Black nichols

Tableau 7 : Résultats1 de la simulation



Résultats 2 :

Tableau 8

BO BF

0,5 0,17

[s] 4,467 0,4467 Tableau 8 : Résultats 2 de la simulation

III/Interprétation des résultats obtenus : On trouve que le système fonctionne avec le temps, mais pour être encore plus

performant on la corrige avec un correcteur PI qui fait augmenter la rapidité et la précision

du système.

De cette manière, il y a précision sur la quantité de poudre versée dans le système à

étudier. Le système est aussi stable même avec correction.

Le système fonctionne mieux avec le correcteur PI, qui lui est adapté.

IV/L’animation : L’animation consiste à créer une visualisation virtuelle à trois dimensions du système

de production et une visualisation systématique.

Visualisation virtuelle :



Figure 31 : Visualisation 3D du système

Visualisation systématique :

Figure 31



Figure 32 : Visualisation systématique du système

Figure 32



Partie IV : Etude d’impact environnemental

Au sens large du terme, l’environnement est l’ensemble des éléments naturels et

artificiels qui entoure l’être humain.

Au sens strict du terme, l’environnement constitue par l’ensemble de partie du milieu

physique, biologique, écosystème qui est en corrélation direct avec les milieux humains.

C’est l’ensemble des composants, naturels ; tout facteur qui est à la base des

interactions artificielles, déterminant la vie humaine, végétale et animale, et qui fait

intervenir des facteurs biologiques, écologiques, socio-économiques, culturels et

technologiques ; tout facteur qui est à la base des interactions spatio-temporelles entre

l’homme et la Nature.

Une étude d’impact est une étude scientifique qui décrit le projet et son

environnement ainsi l’analyse des impacts ou effet positifs et négatifs. Les identifications de

tous les impacts négatifs permettent de définir les mesures à prendre pour prévenir, éviter

ou atténuer ces impacts négatives. Les connaissances des impacts positives favorisent la

valorisation et optimisation des résultats.

L’étude d’impact est un instrument de planification qui aide les promoteurs à

exécuter et à concevoir un projet plus respectueux sans remettre en jeu sa faisabilité

technique et économique et sans abimer l’environnement.

I/Impacte positive : Notre projet limite les pertes des matériels de conceptions mécaniques et

électriques, grâce à la simulation virtuelle de l’usine de dosage. De ce fait, on peut bien

choisir notre investissement avant la réalisation du projet.

Elle diminue aussi la consommation en énergie, parce qu’on utilise qu’un seul

compresseur. Contrairement au cas du procédé à élévateur à Gaudet.

Aspiration par Venturi Elévation à Gaudet

Un seul compresseur Plusieurs moteurs de levage

Installation près des usines de production de poudre de matière première

Installation dans les lieux de grands gisements de calcaire

Moins chère et facile à installer Difficulté de montage et assez couteux

Production de 10 jusqu’à 200 t par jours Production 10 jusqu’à 50 t par jours

Usine très petite Usine très grande

Elle donne aussi du travaille au habitant des lieux d’installation.



II/Impacte négative : Et comme dit l’adage, « toute médaille a ses revers », parlons maintenant des

impacts négatifs de notre projet

Dans notre usine de dosage, les éléments sont en poudre fine. Ces poudres se

dispersent dans l’air ambiante et peut causer des maladies de poumon à cause du soufre

présent dans le ciment.

La poudre du ciment attaque aussi la peau.

III/Mesures à prendre : Les mesures d’atténuation se définissent comme l’ensemble des moyens envisagés

pour prévenir ou réduire l’importance des impacts sur l’environnement. L’étude doit fournir

la liste des actions, dispositives, correctives ou modes de gestions alternatives qui seront

appliqués pour prévenir, atténuer ou même éliminer les impacts négatifs du projet. Les

mesures destinées à maximiser et les retombées positives pourront aussi être mises en

évidence

Installer l’usine près des revendeurs de matière première en poudre fine.

Equiper les ouvriers de matériels de protections.

Évaluer les potentiels techniques et économiques c'est-à-dire les proposer en

permettant de les exploiter,



Conclusion : Notre travail a pour objectif de prévoir le fonctionnement de l’automatisme lors de la

production du ciment en utilisant la technologie des poudres. On fait appel à la robotique et

à des logiciels pour simuler et virtualiser toute le système .Après, on aura facilement le

dosage numérique.

Grâce à la modélisation on peut améliorer la performance des différents organes

d’un système automatique par l’intermédiaire de la théorie de la boucle de retour. Les

différents logiciels nous permettent de mettre en visualisation notre procédé dans le temps.

Dans notre recherche les théories des algèbres, les principes de l’automatisme et les

théories des fluides sont nos principaux atouts pour l’étude de notre système.

L’utilisation de nouveau logiciel plus performant sera bénéfique pour les industries

du procédé de production. La simplification du modèle nous permettra aussi de mieux

comprendre le fonctionnement des systèmes.

L’étude approfondie de la poudre de ciment serait un sujet intéressant pour faciliter

l’étude de la dispersion dans les conduites.

Mémoire de fin d’études Page I

Référence bibliographique : [1] RJM Auguste (2010)

« Automatisme »

[2] Schneider électrique (2010)

« Automatisme et control »

[3] LALEMANDE André

« Equation de bilan »


« Etude physique et cinématique de l’écoulement des fluides »


« Dynamique des fluides parfait »

[6] AUROY Michel

« Elaboration des schémas de procédé industriel »

[7] BASTIER Robert

« Atelier de cuisson du clinker »

[8] CHEVALIER André

« Guide du dessinateur industriel »

[9] NIGON Jean-louis

« Ralentissement et diffusion des neutrons »

[10] BOUASSIDA Mahomed(2010)

« Régulation classique en industrie »

[11] I. Moukohlenov(1986)

« Principe de technologie chimique »

[12] Schneider électrique industrie (2007)

« Catalogue de plate-forme automatisme Modicon M340 »

Mémoire de fin d’études Page II

[13] CCI Formation (2013)

« Catalogue des instrumentations en régulation »

[14] Georges CHEVALIER

« Eléments normalisé pour tuyauterie sous pression »

Mémoire de fin d’études Page III

Annexes

Annexe I : Dimensionnement des équipements de

dosage : Les équipements de dosage sont : Les citernes, le compresseur, les tuyauteries, les

vannes, et les régulateurs.

1/Les citernes :

Les paramètres initiaux sont :

Le volume V

La température T

La pression P

a/ Support

Pour les supports on a le choix entre plusieurs profilé(en U, en T, en L et en H).Pour

notre cas on a utilisé le profilé en U

b/ Epaisseur

Le calcul des épaisseurs s’effectue en deux étapes :

Partie cylindrique :

Avec

Support d’une citerne

Mémoire de fin d’études Page IV

Partie bombée :

Avec

Calcul des contraintes :

Contrainte autorisée des matériaux :

Avec :

Contrainte autorisée sur la partie soudée :

Avec

c/Diamètre:

√

D : diamètre de la citerne

V : volume de la citerne

d/Longueur :

e/Orifice de vidange :

√ ( )

Mémoire de fin d’études Page V

Avec ( )

( )

( )

: Ce sont des paramètres obtenus par l’abaque des isobares pour les

dimensionnements des citernes

f/Orifice de remplissage :

g/Matériaux de conception

Pour notre cas on utilise la tôle plane inoxydable X 4 Cr Mo S 18

h/Elaboration de la citerne :

Partie cylindrique : On l’obtient par cintrage

Partie bombé : On l’obtient par forgeage à froid

Principe de cintrage

Mémoire de fin d’études Page VI

Partie conique :

Principe de forgeage de la partie bombé

Partie cylindrique d’une citerne

Partie bombé d’une citerne

Mémoire de fin d’études Page VII

Paramètres initiaux des citernes

Citerne Volume [m3] Température Pression

A 9,6 20°C 10 Bar

B 0,4

C 3

J 8

K 2

L 8

M 2

G 9,6

H 0,4

I 3

O 3

N , E, F 1O

Partie conique d’une citerne

Mémoire de fin d’études Page VIII

Mémoire de fin d’études Page IX

Mémoire de fin d’études Page X

2/Compresseur :

Semi-hermétique :

3/Tuyauterie :

4/Tube de Venturi :

Venturi de diamètre 10 mm

5/Régulateur :

On a ( ) ( )

( )

Décomposons C (p) en élément simple, on a:

Conduite de poudre de ciment

Compresseur volumétrique semi -hermétique

Mémoire de fin d’études Page XI

( )

0

1

Notre correcteur est constitué d’un intégrateur et d’un filtre passé bas

A l’aide des amplificateurs opérationnels le correcteur se concrétise par le schéma de

montage ci-dessous

5/Electrovanne :

Electrovanne de diamètre 10

Schéma bloc du correcteur

Circuit logique du correcteur

Mémoire de fin d’études Page XII

Annexe II : Principe de venturi : Pour notre cas on utilise l’aspirateur à venturi et le séparateur à venturi

1/Aspirateur à venturi :

Notre aspirateur se compose d’une partie cylindrique et d’une partie conique sur

laquelle se situe un tube d’aspiration. La chute de pression due à la variation brusque de

diamètre de la conduite entraine une aspiration dans le tube 2, lors du passage du fluide

sous pression dans 1.

Electrovanne de diamètre 10

Mémoire de fin d’études Page XIII

2 : Tube d’aspiration

3 : Tube de refoulement

2/Séparateur à venturi :

Le corps du séparateur possède une partie cylindrique et une partie conique. Les

composants à séparer y entre à travers la tubulure latérale de façons à former une tangente

à la surface de la partie cylindrique. La rotation des mélanges provoque une dépression au

milieu, qui entraine une aspiration vers le haut des particules légères, ainsi fait descendre

les particules lourdes qui sont rejetées vers la paroi par la force centrifuge et descendent

vers le bas en suivant une trajectoire hélicoïdale et sortent du séparateurs par la partie

conique.

Principe d’aspiration par Venturi

Mémoire de fin d’études Page XIV

Annexe III : Câblage de l’automate : Les entrées reçoivent des informations en provenance des éléments de détection

(capteurs) et du pupitre opérateur (BP).

Les sorties transmettent des informations aux pré-actionneurs (relais, électrovannes

…) et aux éléments de signalisation (voyants) du pupitre.

1/ Interfaces d’entrées

Elles sont destinées à :

Recevoir l’information en provenance des capteurs

Traiter le signal en le mettant en forme, en éliminant les parasites et

en isolant électriquement l’unité de commande de la partie opérative.

Principe de séparation par Venturi

Mémoire de fin d’études Page XV

2/ Interfaces de sorties

Elles sont destinées à :

Commander les pré-actionneurs et éléments des signalisations du

système

Adapter les niveaux de tensions de l’unité de commande à celle de la

partie opérative du système en garantissant une isolation galvanique

entre ces dernières

3/Raccordement automate : Exemple : TSX 17-20 de chez Télémécanique

Présentation :

Schéma électrique de mise en forme des signaux des entrées

Schéma électrique de mise en forme des signaux des sorties

Mémoire de fin d’études Page XVI

Câblage d’entrée et de sortie:

Représentation de l’automate TSX 17

Câblage de l’automate TSX 17

Auteur : RAJOMALAHY Julien Aimé

Adresse : Lot VT3 AMD Ambohipo

Telephone: 034 13 805 38

Email : [email protected]

Titre du mémoire:

« Dosage numérique des intrants pour la fabrication du ciment en utilisant la

technologie des poudres. »

Encadreur : RANOARIVONY Andriajoelimahefa Honoré, Maître de conférences à l’ESPA

Mots clé : Automatisme, Modélisation, Simulation, Animation, Production virtuelle, Ciment

Nombres de pages : 78

Nombres de figures : 32

Nombres de tableaux : 08

Résumé :

L’idée générale de notre sujet est d’utiliser les logiciels informatiques pour l’optimisation, la

simulation et la production virtuele dans un procédé industriel afin d’améliorer le

fonctionnement de production du ciment. Notre objectif est de maitriser la robotique,

connaître les logiciel pour les procédés industriels et de savoir sur le ciment et ces procédés

technologiques. Nous avons utilisé la méthode de l’automatique, le principe de la régulation

et les théories des fluides. On a pu obtenir le modèle du système et cela à faciliter la

recherche du correcteur adapté. La rapidité, la précision du système après correction était

satisfaisante.

Abstract:

The general idea of our subject and use the software for optimization, simulation and virtuel

production in industrial process to improve the operation of cement production. Our goal is to

control the robot, knowing the software for industrial processes and knowledge on cement and the

technological processes. We used the method of automatic control, the control principle of fluid and

theories. It was possible to obtain the model of the system and that facilitate the search for suitable

correction. Timeliness, accuracy of the system after correction was satisfactory.

mailto:[email protected]

DOSAGE NUMERIQUE DES INTRANTS POUR LA FABRICATION DE ...

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