Rapport Réctifier

7/23/2019 Rapport Réctifier

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Projet de Fin D’Études

AITIJOUB MOHAMED AUDIT ENERGETIQUE

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Introduction générale

Dans le cadre de lancement de la politique de maîtrise de l’énergie, COSUMARsouhaite inciter les acteurs industriels à s’engager sur la voie de l’utilisation rationnelle de

l’énergie. Pour cela, un plan d’action basé notamment sur le soutien aux études d'aide à ladécision (pré-diagnostics, diagnostics, études de faisabilité) au sein de COSUMAR . Cettedémarche a pour objectif de permettre à la société d’identifier les gisements d’économied’énergie et de mettre en œuvre rapidement des actions de maîtrise des consommationsd'énergie rentables économiquement.

C’est dans ce contexte que ce travail a été effectué . Il concerne les diagnosticsénergétiques sur site industriel précisément à l’atelier épuration. Cette étude est consacrée,d’une part au calcul des pertes énergétiques au niveau de cette station pour chaque installationafin d’optimiser et proposer des solutions efficaces, et d’autre part une préparation d’une

démarche précise pour la certification à l’ISO 50 001 (certificat d’économie d’énergie). L’objectif de notre étude est L’amélioration des performances énergétiques de l’atelier

épuration, pour permettre de réaliser des économies d’énergie importante. Dans cette étude,nous avons travaillés sur les points essentiels suivants :

Diagnostique et calcul des pertes pour chaque installation. Calcul du rendement électrique des moteurs des pompes et agitateurs. Propositions des solutions avec l’étude de faisabilité et leur rentabilité sur l’économique

de la société. Préparation d’une démarche explicite pour l’obtention d’un certificat d’économie

d’énergie.

Le présent rapport est subdivisé en quatre chapitres, le premier chapitre concerne une présentation générale de la société et la description du procédé de raffinage de sucre brut , ledeuxième chapitre dédié à des notions générales d’audit énergétique régit par la loi et unedémarche explicite des étapes qu’il faut suivre pour l’obtention de la certificat d’économied’énergie selon ISO 50 001qui est basé sur un système de management de l’énergie. Dans letroisième chapitre en première partie on expose les bilans d’énergie ; thermique et électrique,

pour les différents installations afin de déterminer les pertes et leur effet sur la consommation

énergétique. La deuxième partie de ce chapitre sera consacré à l’étude d’un échangeur à plaque pour évaluer sa performance. Le dernier chapitre est réservé à l’étude technico-économique des solutions proposées ainsi la faisabilité et la rentabilité économique de sessolutions.





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Groupe COSUMAR est un groupe marocain, filiale de la Société Nationaled'Investissement, spécialisé dans l'extraction, le raffinage et le conditionnement du sucre sousdifférentes formes. Grâce à une expérience de près de 80 ans, du savoir-faire de ses 3000collaborateurs, de la modernisation de leur outil industriel et d’un partenariat étroit avec leuramont agricole, il est devenu l'unique opérateur sucrier marocain, et grâce à son expérience, legroupe a été élu dernièrement à la tête de l'organisation internationale du sucre.

I. Présentation générale :

1) Historique

La raffinerie de Casablanca est créée en avril 1929 sous le sigle COSUMA par Société Nouvelle des Raffineries de Sucre de SAINT LOUIS de MARSEILLE, elle produit 100tonnes de sucre par jour, exclusivement sous forme de pains de sucre.

769 : L'Etat marocain acquiert 50% du capital;

76 : Le groupe ONA prend le contrôle du capital de COSUMAR, désormais cotée àla Bourse des Valeurs de Casablanca;

7661 : COSUMAR absorbe les sucreries des Doukkala (Zemamra et Sidi Bennour)dont il détenait déjà une part significative ;

2002 : Passage en blanc de la sucrerie de Sidi Bennour c’est-à-dire : Production desucre granulé destiné à la consommation directe ;

2001 : Certification des sucreries ISO 9001 V 2000 par l'organisme AFAQ ;

200 : Acquisition des 4 sociétés sucrières Publiques, SUTA, SURAC, SUNABEL et SUCRAFOR ;

2009 : Extension de la capacité de traitement de betteraves à 15 000 t betteraves/jourde la sucrerie de Sidi Bennour, montant de l’investissement : 850 MDH ;

2007 : en 2007, La COSUMAR à lancé le projet d’extension et de modernisation de laraffinerie de Casablanca, avec un investissement de 120 Mdh. Une unité de sucre granulé STG 2, une unité de pains automatique PACK et 2 silossont installées et mises en marche jusqu’à maintenant.

2) Fiche technique :Tableau 1 : fiche technique de la société

Raison sociale COSUMAR (compagnie sucrière marocaine et de raffinage) Forme juridique Société Anonyme Secteur d’activité Production de sucre

Direction Mohammed Fikrat (PDG)

Siège social 8 Rue El Mouatamid Ibnou AbbedBP 3098.20 300, Casablanca. Maroc

Site web www.cosumar.co.ma Chiffre d’affaire 5,810 milliards de MAD (2010)

Capital

419.105.700 Dirhams Nombre d’actions 4191057

http://www.cosumar.co.m/

http://www.cosumar.co.m/





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Implantation 5 sociétés Effectif 3000 collaborateurs au 2007

Amont agricole 80000 agriculteurs Superficie agricole 90000 hectares

Capacité deproduction

2400 tonnes de sucre raffiné par jour

3) COSUMAR Casablanca

La COSUMAR Casablanca a limité son activité au raffinage du sucre brut importé.Grâce à une capacité de production de 1.000.000 tonnes de sucre/an, sa production représente

près de 55% (2009) de la production nationale.

COSUMAR commercialise ses produits sous 4 principales gammes:- Le pain de sucre : produit phare de la COSUMAR puisqu’il constitue plus de 50% de

la production en sucre.- Le sucre en lingots : produit inventé dans les années 70, destiné essentiellement à la

préparation du thé.- Le sucre en morceaux : forme moulée la plus connue dans le monde, destinée à la

préparation du café.- Le sucre granulé : forme destinée aux ménages et aux industriels. Sa production

dépasse les 30%.

Figure 1 : Pains figure 2 : Granulé figure 3 : Lingots figure 4 : Morceaux





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4) L’organigramme de la COSUMAR

Figure 5 : organigramme de la société

II.

Procédé de raffinage de sucre brut :

Dans cette partie on va suivre le processus de fabrication de sucre allant de l’état desucre brute jusqu’ à l’obtention de produit propre à la consommation.

DGA Industrielraffinerie

Laboratoire étude etessais

Logistique flux (SB,consommables et planifications)

Contrôle des performanceso érationnelles

Directionconditionnement

Directionmaintenance

Direction production

Responsableconditionnement pains turbiné

Responsableconditionnement pains coulé et

pack

Responsableconditionneme

nt LMG

Responsablemaintenancemécanique

Responsablemaintenance

ERA

Responsable bureau

méthodes etGPR

Responsable production

vapeur énergieet utilitaires

Responsabledéveloppement

centralechaufferie

Responsable raffinerieet stockage

sucre





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Figure 6 : procédé de raffinage de sucre brut

Le sucre est une substance de saveur douce extraite principalement de la canne àsucre et de la betterave sucrière. Il est majoritairement formé d'un composénommé saccharose. D'autres plantes permettent également de produire des produits composésmajoritairement de saccharose. Toutefois, d'autres composés de la même famille dessaccharides ont également une saveur douce : le glucose, le fructose… qui sont de plus en

plus utilisés par l’industrie agroalimentaire. Sur un étiquetage nutritionnel, leterme sucres désigne tous les glucides ayant un pouvoir sucrant (essentiellementle fructose, saccharose, glucose, maltose et lactose)

La sucrerie est une industrie de séparation, qui permet d’isoler le sucre des autresconstituants de la betterave ou de la canne. Cette séparation est rendue possible grâce à lasuccession d’opérations unitaires. Le procédé de raffinage de sucre est constitué de 9étapes ou 9opérations :

-Réception et Stockage

- L’affinage du sucre pour retirer les impuretés extérieures au cristal-L’épuration

- La carbonatation pour retirer les impuretés intérieures au cristal de sucre brut

-La filtration

- La décoloration pour retirer les colorants de la fonte par passage sur desrésines anioniques

- L’évaporation

- La cristallisation





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- Séchage et conditionnement

1) Réception et Stockage

La matière première des raffineries est à base de sucre brut. La COSUMAR importe55% du sucre quelle utilise alors que 45% de sa consommation est locale. La quantité

importée est traitée à la raffinerie de Casablanca.Une fois arrivé, le sucre brut passe par des bandes transporteuses vers deux silos de

stockage dont la capacité de chacun est : 75000 tonnes.

Le contrôle du poids du sucre traité se fait par un pesage à l’aide d’une balancedynamique puis un servo-balance.

Ensuite le sucre brut est transféré vers le raffinage à l’aide des bandes transporteuses en passant par un aimant pour éliminer les métaux ferreux, puis par un tamis vibreur afin d’isolerles grosses impuretés.

2)

L’affinage du sucre

Le sucre brut constitue la matière première de la raffinerie, il est stocké dans des grandsmagasins appelés "silos" dont la capacité est de 75000 tonnes, ensuite il est transféré vers lastation d'affinage grâce à des bandes transporteuses en passant par deux servo-balances et unaimant pour éliminer les métaux ferreux, et un tamis vibreur pour isoler les grosses impuretés.

Trois étapes sont nécessaires pour la réalisation de cette opération : l’empattage, leturbinage et la refonte.

- L’empattage : le sucre brut tamisé passe à un vice pré-empâteur puis à un empâteur,

dans laquelle on rajoute une solution des « eaux sucrées », qui a servi auparavant (quand lacoloration du sucre brut est très élevée) pour la formation d’une pâte dite masse cuited’empattage qui sera turbiné par la suite et fondé mais pour le moment l’empâteur est utilisé

juste pour l’homogénéisation du sucre brut avec les eaux sucrées.

- Turbinage : dans le cas où la coloration du sucre brut est très élevée la pate formédans l’empâteur passe par des turbines centrifugeuses discontinu pour diminuer cettecoloration qui doit être < 1100 ECUMSA.

- La refonte : Le jus sucré récupéré après empattage est dirigé vers trois fondoirs. Dans

le 1er fondoir on régule le brix demandé en rajoutant de l ’eau sucrée à l’aide d’une vannerégulatrice, le jus formé passe par un échangeur de chaleur platulaire de surface 200 m2 pouratteindre une température de 60 °C et revient au même fondoir Ensuite, cette commune passevers le deuxième fondoir puis dirigée vers le troisième fondoir en passant par un échangeur dechaleur de surface 400 m2 pour atteindre une température de 74 °C pour faciliter l’éliminationdes impuretés internes durant l’étape qui va suivre qui est la carbonatation

Remarque : dans le 1er fondoir, on rajoute 3 à 4 bidon de 120 litres d’un enzyme appeléThermamyl chaque 8 heures pour éviter la fermentation de jus sucré.





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3) L’épuration

L’épuration permet d’éliminer les impuretés incluses dans le système cristallin de sucreaffiné, tout en ajoutant certains produits à la fonte pour agglomérer le floculant formé et

faciliter la filtration.

4) La carbonatation

Cette étape est effectuée dans 3 chaudières en série de capacités successives 55, 50 et 45m3 pour précipiter les impuretés incluses dans le système cristallin de sucre affiné. Pour sefaire, on rajoute sur la fonte commune, déjà préparée dans l’étape d’affinage, uneconcentration de 5 à 6 g/litre de lait de chaux (CaO) avant d’entrer en contact avec le dioxydede carbone CO2 dans les chaudières.

Le barbotage de CO2 permet la formation d’un précipité de carbonate de calcium qui vaadsorber une grande proportion d’impuretés du sirop, suivant les réactions suivantes :

CaO + H2O Ca(OH)2Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

CaO + CO2 CaCO3

A la fin de la carbonatation, le sirop obtenu est appelé «une commune carbonatée», qui

est dirigée vers un échangeur de chaleur pour enlever sa température au environ de 88 à 90 °C pour faciliter la filtration mécanique.

5) Filtration mécanique

Cette étape permet l’élimination des impuretés internes qui sont précipitées lors de lacarbonatation par séparation liquide solide à l’aide de filtres, afin de séparer le sirop et le

précipité de la carbonatation, huit filtres ont été installés: six de surface de 318 m2 chacun etcontiennent 80 poches, et deux autres de surface de 445m2 et contiennent 46 poches. Ces

poches sont enveloppées d’une toile qui ne permet que le passage du sirop seul, alors que les

carbonates de calcium (CaCO3) s’accumule autour de la toile en formant un gâteau quifacilite la filtration, et on obtient enfin un sirop filtré qui est envoyé vers un bac de communefiltrée, puis vers l’installation de résines échangeuses d’ions pour la décoloration.

6) Décoloration : filtration chimique

Cette opération permet l’élimination des matières colorantes restant dans la communefiltrée qui n’étaient pas éliminées au niveau de la carbonatation, par adsorption sur résinesanioniques fortement basiques. La coloration du sirop filtré est due aux impuretés contenuesdans la commune filtrée qui peuvent être :

- Des matières colorantes





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- Des cendres et des sels dissous

- Des matières colloïdales.7) Evaporation

Cette étape a pour but de concentrer et augmenter le brix du sirop venant de ladécoloration en le réchauffant et l’évaporant pour le préparer à l’étape suivante qui est lacristallisation. A la sortie des colonnes, la raffinade (sirop décoloré) se trouve avec une puretéde l'ordre 99.5% et un brix de 63, à ce niveau, elle est prête à être cristallisée, mais il estintéressant dans un souci d'économie d'énergie d'évaporer une quantité d’eau afin d'augmenterson brix de 63 à 74 avant de commencer la cristallisation. Pour réaliser cette opération,Cosumar dispose de deux évaporateurs CEFT 2400 et 1600.

L’évaporation se fait dans des CEFT (Corps Evaporateur Flow Tomb) munis defaisceaux tubulaires chargés en sirop et à travers lesquels circule la vapeur qui libère sa

chaleur latente par conduction à la raffinade. La raffinade est entrée en série dans deux corpsévaporateurs : CEFT 2400 puis CEFT 1600. Quant à la vapeur, elle est produite dans leschaudières de la centrale thermique en utilisant l’eau déminéralisée afin de ne pas provoquerdes dégâts au niveau des tuyaux du corps évaporateur, cette vapeur subit une détente et prendle nom de vapeur d’échappement (VE), ensuite elle se dirige vers le CEFT 2400 pourconcentrer le sirop, en sortant de ce corps, la vapeur générée prend le nom de VP1, celle-ci estconduite elle-même vers la VKT, les échangeurs de chaleur et le CEFT 1600, à la sortie de cedenier, la vapeur est appelée VP2

8) Cristallisation

La cristallisation en usine est généralement réalisée en trois étapes appelées « jets »,chaque jet se constitue d’une phase de cristallisation, de malaxage et de centrifugation.

a) La cuisson (la cristallisation)

Phase de concentration

Le sirop est concentré et agité dans de grandes chaudières dites « cuites » fonctionnantsous vide partiel. La concentration de la liqueur standard (pied de cuite) est réalisée parévaporation jusqu’à atteindre la zone métastable. Cette zone est variable selon le jet considéré.

Pour le 1er jet, la sursaturation est comprise entre 1 et 1,1 et entre 1 et 1,25 en 2ème et 3ème jet.

Grainage

Si l’on souhaite maîtriser la taille des cristaux obtenus, il est nécessaire de contrôler lenombre de cristaux formés. Ceci est réalisé par un ensemencement de fins cristaux dans lesirop sursaturé en zone métastable, il s’agit du « grainage ». En théorie, le nombre de cristauxde semence est le même que celui à la fin de la cristallisation. Les cristaux n’ont fait quegrossir. Lorsque la sursaturation atteint 1,15, on provoque le grainage par introduction d’unequantité de sucre broyé bien calibré dispersé dans de l’alcool isopropylique.





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Montée de la cuite

A mesure que les cristaux grossissent dans la masse cuite, la sursaturation de l’eau mèrediminue. Pour maintenir une sursaturation constante, on alimente en sirop tout en évaporantsous vide.

Le serrage

Lorsque la vitesse de cristallisation chute et que la cuite est pleine, on procède à la phase de serrage de la cuite. L’alimentation en sirop est stoppée et l’évaporation de l’eau est poursuivie. Cette phase finale de cuisson permet d’évaporer l’eau excédentaire et améliore lerendement en cristaux car il épuise l’eau mère.

Coulage et lavage de la cuite

Lorsque la cuite est vidangée, de la vapeur est pulvérisée sur les faisceaux de l’échangeurde chaleur afin de nettoyer l’appareil c’est ce qu’on appelle « dégraissage vapeur ».

b) Le malaxage

La masse cuite dont la température avoisine 75 à 85 °C à la sortie de la cuite estdéversée dans un bac de malaxage qui permet une agitation régulière. Durant cette période, lamasse cuite refroidit et les cristaux achèvent leur grossissement.

c) Le turbinage (la centrifugation)

La masse cuite est enfin alimentée dans des centrifugeuses ou turbines ayant différentes

phases de fonctionnement : Remplissage de la turbine faible vitesse de rotation (200 tr/min) afin d’obtenir une

répartition homogène sur le tamis. Un palpeur détermine l’épaisseur maximale.

Le turbinage s’accélère à 1500 tr/min afin d’évacuer l’eau mère entourant lescristaux (égout pauvre)

Le clairçage par ajout d’eau chaude puis de vapeur permet de laver et enfin desécher les cristaux, le sirop recueilli étant de grande pureté constitue l’égout riche.

L’essoreuse termine son cycle par un freinage électrique puis mécanique à 200

tr/min et le sucre tombe sur un tapis vibrant grâce à un racleur, sa teneur en eauest inférieure à 1%.

9) Séchage et conditionnement

Le sucre cristallisé blanc est évacué du fond de la turbine sur un transporteur. Encorechaud (45- 60°C) et humide (1%), le sucre est séché par de l’air chaud dans des séchoirsrotatifs, puis refroidi afin d’atteindre une teneur en eau comprise entre 0.03 et 0.06%. Le sucreest ensuite tamisé, classé et pesé, puis dirigé vers le silo de stockage où il est conservé envrac.





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III. Description de l’atelier épuration

L’épuration permet d’éliminer les impuretés incluses dans le système cristallin de sucreaffiné, tout en ajoutant certains produits à la fonte pour agglomérer le floculant formé etfaciliter la filtration.

Cette opération se fait en 3 étapes importantes :

1)

La carbonatation

À la sortie du bac de stockage, la fonte est mélangée avec le lait de chaux à raison de5g/l, on barbote à travers le liquide chaulé du gaz carbonique provenant de la combustion dufuel

C’est le procédé de précipitation des carbonates de calcium dans la f onte, ce précipitédoué de propriétés d’absorption entraînera la plupart des matières organiques et certaines

impuretés, il est obtenu par réaction entre l’acide carbonique « H2CO3 » et le lait de chaux« Ca(OH)2» selon les réactions :

Cette étape est effectuée dans 3 chaudières en série de capacités successives 55, 50 et45m3 pour précipiter les impuretés incluses dans le système cristallin de sucre affiné. Pour sefaire, on rajoute sur la fonte commune, déjà préparée dans l’étape d’affinage, uneconcentration de 5 à 6 g/litre de lait de chaux (CaO) avant d’entrer en contact avec le dioxydede carbone CO2 dans les chaudières.





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Figure 7 : schéma de la station carbonatation

Le sirop d’un brix= 64% entre du bas de la chaudière à une Température=75°C et undébit de 170 m 3/h et sort du haut de la 3éme chaudières à une température de 72°C et un pHde 8,2 à 8,6.

Les 3 chaudières sont alimentées en continu par un gaz qui doit contenir au moins13% de C02 (avec des proportions différentes) il est maximum dans la première chaudière carc’est là où s’effectue 75% de la carbonatation. Le taux de décoloration est de l’ordre de 45 à55%, et la coloration de la commune carbonatée est de 600 à 650 ICUMSA.

A la sortie de la chaudière, la commune carbonatée est chauffée à une températureégale à 90°c, pour éviter la formation du glucose et avoir la viscosité idéale pour faciliter la

filtration, elle sera envoyée vers un malaxeur calorifugé muni d’une agitation afin d’éviter ladécantation du carbonate de calcium avant sa filtration.





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2) Filtration mécanique

Figure 8 : schéma de la station filtration

La filtration permet l'élimination des précipités contenant dans le sirop carbonaté. Cetteétape est effectué dans une installation constituée de 8 filtres de type DIASTAR GAUDFRAN(voir figure), 6 de capacité de 30m3 chacun, et 2 de capacité de 35m3, qui fonctionnent enalternance.

A l’intérieur de chacun de ces filtres il y a des poches (80 poches pour les petits et 138 pour les grands) habillés d’une toile filtrante synthétique de diamètre de pore de 50 μm quilaisse passer le sirop seulement, alors que le carbonate de calcium s'accumule autour de latoile, en formant un gâteau d'une certaine épaisseur, qui facilite d'avantage la filtration enarrêtant toutes les particules en suspension grâce à une différence de pression entre le sirop etl’intér ieur de la poche de filtration.

On obtient à la fin un sirop limpide, de pureté d’environ 99%, qui est envoyé vers le bac de la commune filtrée puis vers les colonnes de décoloration.





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Figue 9 : schéma du filtre DIASTAR GAUDFRAN

Une fois le gâteau épaissi (le temps mort) on doit faire un débattissage selon les étapessuivantes :

1. Vidange sirop : Ouverture de la vanne de vidange fermeture de la vanned’admission du sirop et injection de l’air comprimée.

2. Remplissage eaux boueuses.3. Soufflage de la vapeur sous une pression allant de 0 ,6 à 1 bar pendant 30

secondes pour nettoyer les poches, et vidange eau boueuse.4. vidange de la boue vers la station PKF pour récupérer grâce à des filtres presse

les eaux sucrées qui seront réutilisées dans l’empattage.5. Remplissage sirop.6. Mise à clair : Circuit fermé du sirop pendant 15 minutes avec une pression de

0,5 bar pour former une couche de gâteau facilitant la filtration avantd’entamer le mode production à nouveau.

7. Injection de l’air comprimé pour maintenir le gâteau sur les poches.

La boue issue de cette opération est mélangée à une eau chaude puis filtrée et dessucréedans des filtres à presse. L’eau récupérée sucrée sera utilisée dans les différentes étapes de la

production.

3) Décoloration

Cette opération permet d’éliminer les matières colorantes restantes dans la communefiltrée, qui n’étaient pas éliminées au niveau de la carbonatation, par adsorption sur résines

anioniques fortement basiques ayant une grande surface d’échange.





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Le sucre, à la sortie de la filtration, se dirige vers la station de décoloration. D’abord, il passe par un filtre de sécurité, dont les pores sont de 50μm, afin d’empêcher le passage des particules en suspension qui persistent quand la carbonatation ou la filtration sont mauvaises.Ensuite, le sucre passe à l’une des unités de décoloration pour être décoloré.

La COSUMAR dispose de deux stations de décoloration sur résines échangeuses d’ionsl’une à une capacité de 110 m3/h et l’autre de 35 m3/h. Chaque station contient trois colonneset comporte deux compartiment contenant deux types de résines: une résine anionique forte etune résine inerte qu'on appelle copolymère et qui sert à éviter le blocage des crépines par larésine anionique. L'alimentation des colonnes en sirop se fait par la méthode UP FLOW (du

bas vers le haut). La station 35 m3/h fonctionne en série contient 4,5 m3 de résines danschaque compartiment, et la station de 110 m3/h fonctionne en parallèle deux colonnes enmode travail et une en mode régénération chacune contient 13,75 m3de résine. Les deuxstations ont le même principe de fonctionnement.

Chaque unité de décoloration comprend trois colonnes qui fonctionnent alternativementen établissant un cycle. Chaque colonne contient de la résine d’une durée de vie de 2ans. Ladurée de chaque cycle varie entre 8h et 10h. La quantité traitée lors du cycle est de 1200m³.Le cycle de chaque colonne est le suivant :

♦ 1ère colonne en décoloration: Le sirop entre dans la résine avec une coloration de 450 à600 ICUMSA. L’entrée du sirop se fait par le bas de la résine. Il est alors prédécoloré. Larésine se sature et passe en régénération.

♦ 2ème colonne en régénération: Il n’y a pas de passage du sirop lors de cette étape. Larésine est régénérée basiquement avec une solution de chlorure de sodium et d’hydroxyde desodium (NaOH et NaCl) pour éliminer les impuretés retenus au niveau de la résine, lors de ladécoloration. Elle se fait à contre-courant (de haut en bas). Cette régénération est suivie d’unrinçage avec de l’eau chaude, à contre-courant, pour désucrer la résine et obtenir des eauxsucrées. Le pH final est de 9.

Une dépollution se fait une fois tous les 10 cycles. C’est une régénération acide qui estréalisée à l’aide de l’acide chlorhydrique (HCl) pour éliminer l’oxyde ferrique. Cettedépollution est suivie d’une régénération basique.

♦ 3ième colonne en finition: Le sirop pré décoloré est décoloré totalement. La résinerepasse ensuite à la production.

A la sortie de la troisième colonne, le sirop passe par un filtre pour filtrer la résine ayant passéavec le sirop. Le sirop obtenu, à la fin de cette étape, est appelé «raffinade non concentrée». Ila une coloration qui varie entre 200 et 220 ICUMSA, un brix de 63, une pureté aux alentoursde 99.5% et un pH de 8.9.





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Figure 10 : schéma de la station de décoloration





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Dans le contexte économique et environnemental actuel, la performance énergétiqueconstitue un objectif prioritaire et stratégique pour les organismes (entreprises, autorités ouinstitutions de droit public ou privé). Elle permet de diminuer les coûts liés à l’énergie etconduit à une réduction des émissions de gaz à effet de serre et des autres impactsenvironnementaux associés.

I. Audit énergétique :

1) Définitions

Article premier de la Loi 47-09 sur l’efficacité énergétique en date du 29 septembre2011: Au sens de la présente loi, on entend par :

L'audit énergétique : l’ensemble des études, des investigations techniques etéconomiques, des contrôles de performances énergétiques des équipements et des procédés

techniques, permettant l’identification des causes de la surconsommation de l’énergie et la proposition d’un plan d’actions correctif.

Efficacité énergétique : toute action agissant positivement sur la consommation del’énergie, quelle que soit l’activité du secteur considéré, tendant à :

- la gestion optimale des ressources énergétiques.- la maîtrise de la demande d’énergie.- l’augmentation de la compétitivité de l’activité économique.- la maîtrise des choix technologiques d’avenir économiquement viable.- l’utilisation rationnelle de l’énergie.

Et ce, en maintenant à un niveau équivalent les résultats, le service, le produit ou laqualité d’énergie obtenue.

Performance énergétique : est la quantité d’énergie effectivement consommée ouestimée dans le cadre d’une utilisation standardisée à partir de valeurs de référence.

Entreprises de services énergétiques : toute personne morale qui s’engage vis-à-visd’un établissement consommateur d’énergie à :

- Effectuer des études visant à réaliser des économies dans la consommation de

l’énergie ; - Préparer un projet qui réalise des économies d’énergies et veiller à son exécution, sagestion, son suivi et éventuellement son financement ;- Garantir l’efficacité du projet dans le domaine de l’économie d’énergie.

2) Un diagnostic Energétique

“Un bilan de la situation énergétique globale de l’entreprise, Permettant de quantifierdes potentiels d’économies d’énergie, et de Définir des actions pour réaliser ceséconomies….”





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L’entreprise définit une politique énergétique qui comporte un engagementd'amélioration continue de l'efficacité énergétique et fournit le cadre pour la définition et larévision des objectifs et cibles énergétiques.

A ce titre, l’entreprise réalise un diagnostic initial de ses aspects énergétiques, lequel

sera actualisé à intervalles prédéfinis. Ce diagnostic devra hiérarchiser les aspectsénergétiques significatifs.

3) Les bénéfices de la gestion de l’énergie :

Répondre à la réduction des coûts internes, pour améliorer efficacement sa rentabilitéet sa compétitivité.

Mieux cibler les investissements en fonction des opportunités et des temps de retour.

Initier une réflexion vis à vis de sa dépendance énergétique. (Vulnérabilité par rapportaux fluctuations du coût de l’énergie)

Etre en conformité avec la réglementation et anticiper les futures contraintes liées àl’énergie.

Réduire son impact environnemental en diminuant ses émissions de GES (Gaz à effetsde serre).

4) La loi 47-09 relative à l’efficacité énergétique

a) L’obligation de l’audit énergétique

Dans un contexte de dépendance énergétique quasi-totale du pays vis-à-vis de l’étrangeret d’une fluctuation importante des prix d’énergie, il est devenu nécessaire d’appliquer une

politique ambitieuse d’efficacité énergétique dans le cadre de sa nouvelle stratégieénergétique, ayant pour but d’exploiter le potentiel important en efficacité énergétique querecèle le Maroc.

L’efficacité énergétique est considérée aujourd’hui comme une quatrième énergie aprèsles énergies fossiles, les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire. L’ambition duRoyaume du Maroc est d’assurer une meilleure utilisation de l’énergie dans tous les domainesd’activité économique et sociale, considérant la nécessité de rationaliser et d’améliorer la consommation de l’énergie pour répondre aux besoins énergétiques croissants de notre pays.

La présente loi a pour objet d’augmenter l’efficacité énergétique dans l’utilisation dessources d’énergie, éviter le gaspillage, atténuer le fardeau du coût de l’énergie sur l’économienationale et contribuer au développement durable. Sa mise en œuvre repose principalementsur les principes de la performance énergétique, des exigences d’efficacité énergétique, desétudes d’impact énergétique, de l’audit énergétique obligatoire et du contrôle technique.





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Article 12 : Les établissements, les entreprises et les personnes physiques dont laconsommation d’énergie thermique et/ou électrique dépasse un seuil spécifique à chaquesecteur fixé par voie réglementaire sont soumises à un audit énergétique obligatoire et

périodique. L’audit énergétique obligatoire s’applique également aux établissements etentreprises de production, de transport et de distribution d’énergie.

Article 13 : Les consommateurs visés à l’article 12 soumis à l’audit énergétiqueobligatoire sont tenus de transmettre à l’administration les résumés des résultats dudit audit etles recommandations pou la mise à niveau du système énergétique audité. Les consommateursvisés à l’article 12 sont également tenus de transmettre à l’administration un plan d’efficacitéénergétique indiquant les mesures à prendre pour tenir compte des principalesrecommandations du rapport d’audit, ainsi qu’un rapport annuel de mise en œuvre dudit plan.

L’administr ation adresse des copies de tous les documents cités aux alinéas ci-dessus àl’Agence nationale pour le développement des énergies renouvelables et de l’efficacité

énergétique, afin de veiller à la mise en œuvre des recommandations de l’audit énergétiqueo bligatoire et à l’élaboration d’un rapport annuel sur les résultats des programmes del’efficacité énergétique.

II. La norme d’ISO 50001

1) introduction

L’ISO, Organisation internationale de normalisation, est composée de 160 membres quisont les instituts nationaux de normalisation de pays industrialisés, en développement et entransition, de toutes tailles et de toutes les régions du monde. La collection de l’ISO compte

plus de 18 600 normes, qui fournissent au monde économique, aux gouvernements et à lasociété dans son ensemble des outils concrets pour les trois volets – économique,environnemental et sociétal – du développement durable.

2) Iso 50001

La norme ISO 50001 « Systèmes de management de l'énergie — Exigences etrecommandations de mise en œuvre » est parue le 15/06/2011. Cette norme, basée sur le fondsur la norme NBN EN 16001, assure une compatibilité maximale avec des normes-clés tellesqu'ISO 9001 pour le management de la qualité et ISO 14001 pour le management

environnemental.

Elle est Indispensable au fonctionnement des organismes quelles que soient leursactivités, l’énergie représente un poste de coût majeur. Il suffit d’évaluer l’énergie utilisée toutau long de la chaîne d’approvisionnement d’une entreprise – des matières premières aurecyclage, pour s’en représenter l’ampleur.

Outre son coût économique pour les organismes, l’énergie a également un coûtenvironnemental et sociétal du fait de l’épuisement des ressources et de certains problèmes,comme le changement climatique, auxquels elle contribue. Il faut beaucoup de temps pour

développer et déployer des technologies permettant d’exploiter de nouvelles sources d’énergieet des énergies renouvelables.





19

3) Les objectifs ISO 50001 ?

ISO 50001 offrira aux organismes du secteur privé et du secteur public des stratégies demanagement qui leur permettront d’accroître l’efficacité énergétique, de réduire les coûts etd’améliorer la performance énergétique.

La norme fournira aux organismes un cadre reconnu pour intégrer la performanceénergétique dans leurs pratiques de management. Les multinationales disposeront d’unenorme unique et harmonisée, à mettre en œuvre sur l’ensemble de leurs sites, à l’aide d’uneméthodologie logique et cohérente pour identifier et mettre en application les améliorations àapporter.

La norme poursuit les objectifs suivants :

Aider les organismes à utiliser plus judicieusement les ressources en place

consommatrices d’énergie Établir des conditions de transparence et faciliter la communication sur le management

des ressources énergétiques

Promouvoir les meilleures pratiques de management de l’énergie et renforcer les bonscomportements dans ce domaine

Aider les unités d’exploitation à évaluer et à privilégier la mise en application denouvelles technologies à haut rendement énergétique

Fournir un cadre pour favoriser l’efficacité énergétique tout au long de la chaîned’approvisionnement

Faciliter l’amélioration en matière de management de l’énergie dans le contexte des projets de réduction des émissions de gaz à effets de serre

Permettre l’intégration à d’autres systèmes de management déjà en place (environnement, santé et sécurité).

L’objectif général de la norme est d’aider les organismes à établir les systèmes et processus nécessaires pour améliorer leur efficacité énergétique. Cette norme ne définit pasd'exigences absolues en matière de performance énergétique.

4) Les caractéristiques de la norme ISO 50001

Cette norme reprend la structure de la norme ISO 14001 sur le managementenvironnemental : Elle se fonde sur la méthodologie dite PDCA (Plan-Do-Check-Act):

Planifier : établir les objectifs et les processus nécessaires pour fournir des résultatscorrespondant à la politique énergétique de l’entreprise ;

Faire : mettre en œuvre les processus ;

Vérifier : surveiller et mesurer les processus en fonction de la politique énergétique,des objectifs, des cibles, des obligations légales et des autres exigences auxquellesl'entreprise souscrit, et rendre compte des résultats ;

Agir : entreprendre les actions pour améliorer en permanence la performance du

système de management de l’énergie.





20

Et s’appuie sur l’analyse des usages et consommations énergétiques pour identifier lessecteurs d’usage énergétique significatifs et les potentiels d’amélioration

Elle veillera donc tout particulièrement à mettre l’accent sur l’engagement del’ensemble de l’entreprise, sur la réalisation d’audits internes, la mise en place d’actions

correctives et préventives et la gestion de l’information.

Figure 11 : Système de management de l'énergie selon la norme ISO 50001

La norme fixe comme priorité l’amélioration continue de la performance énergétique del’organisme, objectif mesurable inscrit dans la durée, et vise le développement d’unecomptabilité analytique de l’énergie.

Surveillance et mesurage : la définition et la mise en œuvre d’un plan de mesureénergétique, adapté à la taille et à la complexité de l’organisme, est une exigence de la normetout comme la définition de la situation énergétique de référence et d'indicateurs de

performance énergétique issus de la revue énergétique (équivalente à un audit énergétique).





21

Outre intégrer la performance énergétique parmi les critères d’évaluation des offres lorsde l’achat d’équipements, de matières premières et de services , la norme demande égalementque l’organisme prenne en compte les opportunités d’amélioration lors de la conception ou larénovation d’installations, équipements, systèmes et processus pouvant avoir un impactsignificatif sur la performance énergétique.

5) ISO 50001 : Comment a-t-elle été élaborée ?

La demande relative à l’élaboration d’une norme internationale sur le management del’énergie avait été soumise à l’ISO par l’Organisation des Nations Unies pour ledéveloppement industriel (ONUDI) qui avait reconnu la nécessité, pour l’industrie, deconcevoir une réponse efficace au changement climatique et à la prolifération de normesnationales de management de l’énergie.

L’ISO avait par ailleurs identifié le management de l’énergie comme l’un des cinq

domaines prioritaires pour lesquels il convenait d’élaborer des Normes internationales.Elle avait donc créé en 2008 un comité de projet, ISO/CP 242, Management de

l’énergie, pour mener à bien les travaux. Le secrétariat de l’ISO/CP 242 avait été confié auxmembres de l’ISO pour les États-Unis (American National Standards Institute – ANSI) et leBrésil (Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT).

Les experts des organismes nationaux de normalisation de 44 pays membres de l’ISO participèrent au sein de l’ISO/CP 242 à l’élaboration d’ISO 50001, auxquels s’ajoutèrent 14autres pays en qualité d’observateurs. La norme bénéficia également de la participationd’organisations de développement comme l’ONUDI et le Conseil mondial de l’énergie

(CME).

ISO 50001 s’est ainsi inspirée de nombreuses normes, spécifications et réglementations nationales ou régionales en matière de management de l’énergie, y compris celles qui ont étéélaborées en Chine, au Danemark, en Irlande, au Japon, en République de Corée, aux Pays-Bas, en Suède, en Thaïlande, aux États-Unis et au sein de l’Union européenne.

6) ISO 50001 la référence mondiale sur le management de l’énergie

Dans son rapport 2008 présentant 25 recommandations pour des politiques d’efficacité

énergétique, l’Agence Internationale de l'Energie rapporte qu’au sein de l’OCDE l’adoptionde pratiques de management de l’énergie par les industries fortes consommatrices permetd’économiser de 5 à 22 % d’énergie finale.

Suite à la recommandation sur le management de l’énergie, l’agence a publié un guide pour des programmes gouvernementaux dans ce domaine, lequel fait largement référence à lanorme ISO 50001.

A ce jour, le suivi non exhaustif des certifications ISO 50001 au niveau mondial indiqueque plus de 1500 entreprises ont opté pour cette solution pour optimiser leur consommationd'énergie.





22

7) ISO 50001 et bonification des certificats d'économie d'énergie

Afin d’accompagner et faciliter l’accès des entreprises de toutes tailles et desorganismes responsables de bâtiments tertiaires à la mise en œuvre de la norme et à lacertification ISO 50001, les pouvoirs publics ont jugé nécessaire de proposer une démarche

progressive basée sur une certification en 2 niveaux des exigences de la norme.

A ces deux niveaux est associée une bonification variable du volume des certificatsd'économie d'énergie (CEE) des opérations réalisées dans le périmètre du système demanagement de l'énergie certifié: de 50 % pour le niveau 1 et de 100% pour le niveau 2

a) Certification de niveau 1

Le niveau 1 se veut un niveau permettant aux organismes de débuter la démarche. Il permet une bonification de + 50 % des CEE. Il correspond à la mise en place des premièresétapes d’un système de management de l’énergie selon l’ISO 50001, soit globalement les

étapes correspondant à l'engagement de la direction et à la planification du système demanagement de l'énergie.

La certification de niveau 1 donne lieu à l'émission d'un certificat. Ce certificat est unedes preuves à joindre au dossier de demande de certificats d'économie d'énergie.

Description des étapes du niveau 1 :

Le niveau 1 permettra aux organismes de débuter la démarche. Il permet une bonification de + 50 %

des CEE





23

i. Étape 1 : Domaine d’application et périmètre

Tableau 2 : Domaine d’application et périmètre du système de management de l’énergie

TitreDomaine d’application et périmètredu système de management del’énergie

NIVEAU 1

Étape 1

Objectif

Déterminer le domaine d’application et le périmètre du système demanagement de l’énergie.l’approche globale devant être privilégiée, le certificat doit porter surl’ensemble des activités (procédés industriels, activités tertiaires,transports, etc…) d’une entité juridique (identifiée par son numéro deSIREN) sur un site donné. Sur ce site, conformément à la norme ISO50 001, le certificat doit couvrir l’ensemble des usages énergétiquessignificatifs de l’entité juridique.

Pour les collectivités territoriales :la notion de site est cohérente avec celle d’infrastructures : parexemple, un certificat portera sur une ou plusieurs infrastructures(gymnase, école, stade, mairie, …).un certificat portera, le cas échéant, sur une activité telle l’éclairage

public sur le périmètre de la collectivité.

Méthodeindicative

Identifier les activités qui seront concernées par la gestion del’énergie (exemple : production, assemblage, livraison…)Identifier le(s) site(s) géographique(s) sur le(s)quel(s)s’applique lagestion de l’énergie.Identifier les limites organisationnelles.

Données de sortie/enregistrement Validation et enregistrement du domaine d’application et du

périmètre par la direction





24

ii. Étape 2 : Engagement de la direction et nomination d’un responsable énergie

Tableau 3 : Engagement de la direction et nomination d’un responsable énergie

TitreEngagement de la direction etnomination d’un responsable énergie

NIVEAU 1

Étape 2

Objectif Avoir une direction engagée pour la mise en œuvre d’un système demanagement de l’énergie et en particulier pour la mise à disposition desressources nécessairesDésigner un représentant de la direction

Méthodeindicative

Rédaction par la direction d’un engagement en faveur d’une gestion del’énergie et de l’amélioration des performances énergétiques de l’entrepriseDésignation d’un animateur Energie responsable de la démarche et, sinécessaire, d’une équipe de management de l’énergieInformation du personnel

Données de sortie/enregistrement

Engagement de la direction rédigé et signé avec la nomination dureprésentant de la direction

A vérifier parl’organisme de

certification

Document d’engagement de la directionÉléments de preuve d’une information au personnel (article dans un journalinterne, liste de présence d’une information au personnel…)

Nomination d’un représentant de la direction

Paragraphe de lanorme ISO 50001

auquel serapporte cette

étape

4.2.1 La direction doit faire preuve de son engagement à soutenir le SMÉ età en améliorer l’efficacité en permanence par :

b) la désignation d’un représentant de la direction et l’approbation deconstituer une équipe de management de l’énergiee) la communication de l’importance du management de l’énergie au

personnel de l’organisme.4.2.2 Représentant de la directionLa direction doit désigner un (des) représentant(s) possédant les aptitudes etcompétences adéquates et ayant, indépendamment d'autres responsabilités,la responsabilité et l'autorité pour :

c) rendre compte à la direction de la performance énergétique.





25

iii. Étape 3 : Revue énergétique

Tableau 4 : Revue énergétique

Titre Revue énergétique NIVEAU 1

Étape 3

Objectif Disposer d’éléments chiffrés et documentés pour identifier les principauxusages énergétiques (process, utilités (éclairage, chauffage, climatisation…)) etles potentiels d’économie d’énergie sur le périmètre défini (étape n°1)

Méthodeindicative

La revue énergétique est un état des lieux énergétique, qui s'apparente à undiagnostic ou un audit énergétique, qui peut être réalisé en interne (si

l’entreprise a les compétences) ou en externe.L’état des lieux peut comporter des mesures, qui peuvent être le cas échéant desdonnées issues des factures.Il doit comporter des analyses et une estimation des potentiels d’économied’énergie.Chaque secteur /sous-secteur et équipement (ou groupe d’équipements)

pertinent de l’entreprise est passé en revue pour identifier les consommationsactuelles et passées.L’état des lieux permet d’estimer la répartition des usages énergétiques ainsique les facteurs impactant ces consommations (par exemple : températureexterne (Degré Jour Unifiés (DJU)), hygrométrie, taux d’occupation machine,niveau de production, nombre d’occupants…)L’entreprise détermine les critères permettant d’identifier parmi lesconsommations énergétiques et les potentiels d’économie d’énergie, leséléments significatifs appelés usages énergétiques significatifs.

Il s’agit ici de faire ressortir ce qui est significatif selon le principe dudiagramme de Pareto (80 /20).

Données de sortie/

enregistrement

Identification des sources d’énergieRépartition des consommations par usages énergétiques

Les usages énergétiques significatifs et les critères de significativitéL’estimation et hiérarchisation des potentiels d’économies d’énergieListe des facteurs énergétiques ayant un impact sur les consommationsénergétiques


certification

Audit énergétique (L’audit énergétique est établi par une personne présentantdes garanties de compétence et disposant d’une organisation et de moyensappropriés. L’exigence de transparence et d’objectivité peut être satisfaite soit

par un appel à un tiers, soit par une





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iv. Étape 4 : Consommation de référence :

Tableau 5 : Consommation de référence

Titre Consommation de référence NIVEAU 1Étape 4

Objectif Établir une situation de référence

Méthodeindicative

La situation de référence peut être déterminée à partir des données desannées précédentes en tenant compte des paramètres d’ajustement(facteurs énergétiques, conditions climatiques…)La situation de référence est associée à une période qui est

généralement l’année.

Données de sortie/enregistrement Situation de référence avec la méthode de calcul


certificationSituation de référence et méthode de calcul



étape

4.4.4 Consommation de référenceL'organisme doit établir une (des) consommation(s) de référence à

partir des informations de la revue énergétique initiale, sur une période pertinente pour les usages et la consommation énergétiques del'organisme. Les modifications de la performance énergétique doiventêtre comparées à la (aux)consommation(s) de référence.





27

v. Étape 5 : Indicateur de performance énergétique

Tableau 6 : Indicateurs de performance énergétique

Titre Indicateurs de performanceénergétique

NIVEAU 1

Étape 5

Objectif Déterminer un ou plusieurs indicateurs de performance énergétique

Méthodeindicative

Ces indicateurs doivent permettre de suivre la performanceénergétique de l’entreprise et les objectifs qu’elle s’est fixés (voirétape 7).Ils peuvent être spécifiques par type d’énergie ou par usage et doivent

être rapportés à des éléments qui traduisent l’activité et/oul’occupation (exemple : kWh/unité produite/mois…)Pour les activités tertiaires, l’indicateur de performance le plussouvent utilisé est le kWh/m² sur une période de temps.

Données de sortie/enregistrement Indicateurs de performance et mode de détermination


certificationIndicateurs de performance et mode de détermination



étape

4.4.5 Indicateurs de performance énergétiqueL'organisme doit identifier des IPÉ adaptés à la surveillance et à lamesure de sa performance énergétique.La méthodologie de détermination et d'actualisation des IPÉ doit êtreenregistrée.





28

vi. Étape 6 : Objectif et cibles énergétiques

Tableau 7 : Objectifs et cibles énergétiques

Titre Objectifs et cibles énergétiques NIVEAU 1

Étape 6

Objectif Détermination des objectifs et cibles énergétiques

Méthodeindicative

A partir des résultats de la revue énergétique, de la situation deréférence, l’entreprise se fixe des objectifs d’amélioration de sa

performance énergétique. Ces objectifs généraux sont déclinés encibles pour chaque secteur ou sous-secteur pertinent.

Les cibles doivent être quantifiables ;L’atteinte de ces objectifs et cibles est évaluée grâce aux indicateursde performance énergétique déterminés au niveau de l’étape 5.


Objectifs et cibles énergétiquesDélais fixés pour l'atteinte des objectifs et cibles.


certification

Objectifs et cibles énergétiquesDélais fixés pour l'atteinte des objectifs et cibles.



étape

4.4.6 Objectifs et ciblesL'organisme doit établir, mettre en oeuvre et tenir à jour des objectifset cibles énergétiques documentés pour chaque fonction, niveau,

procédé ou installation pertinents au sein de l'organisme. Des délaisdoivent être fixés pour l'atteinte des objectifs et des cibles.[ ]. Les cibles doivent être cohérentes avec les objectifs.Lors de l'établissement [ ] des objectifs et des cibles, l'organisme doittenir compte [], des usages énergétiques significatifs et desopportunités d'amélioration de la performance énergétique identifiées

par la revue énergétique. Il doit également prendre en compte sesconditions financières, opérationnelles et commerciales, ses choixtechnologiques et les points de vue des parties intéressées





29

vii. Étape 7 — Plan d’actions de management de l’énergie

Tableau 8 Plan d’actions de management de l’énergie

Titre Plan d’actions de management del’énergie

NIVEAU 1

Étape 7

ObjectifDéterminer le plan d’actions énergétique

Méthodeindicative

Le plan d’actions décrit les actions à mettre en oeuvre afin d’atteindreles objectifs et les ciblesLe plan d’actions s’appuie sur les éléments de la revue énergétique etnotamment sur la partie « potentiels d’économie d’énergie ».Il met en évidence le cas échéant les actions correspondant à desopérations standardisées telles que définies dans le dispositif CEELe plan d’actions identifie les investissements éventuels mais aussiles actions qui ne nécessitent pas d’investissement matériel(exemple : modification de consigne de température, de démarrage,intégration de bonnes pratiques)


Plan d’action précisant pour chaque tâche, une personne, un délai etles moyens nécessaires

La description de la méthode de suivi des résultats du plan d’actions


certificationPlan d’actions détaillé validé par le responsable « énergie »



étape

4.4.6 Plan d’action de management de l’énergieL'organisme doit établir, mettre en œuvre et tenir à jour des plansd'actions permettant d'atteindre ses objectifs et ses cibles. Ces plansd'actions doivent comporter:- l'affectation des responsabilités;- les moyens et délais pour atteindre chaque cible;

- la description de la méthode par laquelle l'amélioration de la performance énergétique doit être vérifiée;- la description de la méthode de vérification des résultats.

Les plans d'actions doivent être documentés





30

b) Certification de niveau 2

Le niveau 2 correspond à une certification selon la norme NM ISO 50001 du siteindustriel ou du bâtiment tertiaire. La certification pour le niveau 2 couvre ainsi l'ensembledes exigences de la norme. La bonification des CEE est de + 100 %.

Cette certification donne lieu à l'émission d'un certificat ISO 50001.

A noter :

La bonification SMÉ est obtenue pour toutes les opérations réalisées dans le périmètreet le domaine d’application de la certification du bénéficiaire (de niveau 1 ou ISO50001).

Les actions pourront être engagées avant l’obtention de la certification de Niveau 1 ouISO 50 001. Seule compte la fourniture d’un certificat valide lors du dépôt de la

demande de CEE. Il suffit donc que le Niveau 1 ou la certification ISO 50001 aient étéobtenus antérieurement à la demande. Les opérations engagées devront être achevées moins d’un an avant la date de la

demande CEE.

Figure 12 : les étapes de la valorisation en Certificat d’économie d’énergie du système demanagement de l’énergie

c) La décision d’organisme de certification accrédité :

La décision d’attribution du certificat se prend dans les instances du certificateur sur la base des conclusions de l’audit contenues dans le rapport d’audit.

Dans le cas d’une décision positive, l’organisme de certification procédera à l’émissiond’un certificat de niveau 1 portant les mentions obligatoires suivantes :





31

l’identité précise de l’entreprise titulaire du certificat correspondant à un numéro deSIREN

La référence à l’arrêté et au niveau 1 de la démarche de management de l’énergie ; l’adresse postale précise du ou des sites ; une note stipulant que « l'ensemble des activités de l’entreprise sur le site ou les sites

donnés est couvert par la certification » ; la période de validité du certificat.

Le certificat sera émis pour une durée de deux ans et ne sera pas renouvelable





32

Dans ce chapitre nous allons effectuer des bilans énergétiques de toutes sourcesd’énergie (thermique, électrique) pour évaluer les pertes et la sur consommation pour chaqueinstallation à l’atelier épuration ainsi que les causes dues à ces pertes.

I.

Etablissement des bilans énergétiques :

Le but d’un bilan thermique est de déterminer les échanges thermiques qui ont eu lieudans un dispositif donné : calorimètre, échangeur de chaleur, réacteur …etc, afin d’améliorerleurs performances, ou de les calculer pour assurer certains impératifs.

CONSIDERATIONS GENERALESHypothèses sur les échanges d’énergie

On applique aux bilans thermiques le principe de conservation de l'énergie entre l'entrée

et la sortie pour une opération unitaire continue (échangeurs…) ou entre l'instant initial etl'instant final pour une opération unitaire discontinue (calorimétrie…).

Les processus thermiques misent en jeu sont de 3 principaux types qu'il convientd'identifier pour chaque opération unitaire :

• échauffement, refroidissement ou changement d'état des corps présents dans unappareil ou le traversant. Ces processus se déroulent par échange entre deux corpsséparés (cas des échangeurs) ou en contact (cas de la calorimétrie).• consommation (réaction endothermique) ou production de chaleur (réactionexothermique) dans le cas d'un réacteur.

• pertes thermiques vers l'extérieur du système. Si les pertes sont nulles ou supposéesnégligeables le procédé est dit adiabatique.

1) Bilans thermique sur la station carbonatation-filtration

Dans cette partie, on va réaliser les bilans thermiques sur plusieurs appareils de lastation (figure12), notamment la première et la deuxième chaudière, ensuite l’échangeur à

plaque et aussi pour les huit filtres. Dans tout le calcul qui suit on admettra que la températurede référence est constante et vaut 25°C.





33

Figure 13 : circuit du sirop à la carbonatation

a) Bilan thermique sur la première chaudière :

i. Chaleur d’entrée du sirop :On sait que

23639,1*10 3Kj/h

Avec:

: Débit sirop = 170 m3/h

: Chaleur spécifique du sirop = 0,622 Kcal/Kg. °C

Selon l’équation des solutions sucrées en fonction du brix : Avec brix = 63%

: Température d’entré du sirop = 66 °C

: La masse volumique = 1304,46 kg/m3 (voir annexe table A)

ii. Chaleur d’entrée du lait de chaux :On sait que

120,55*10 3 Kj /Kg

Avec: : Débit du lait de chaux = 4,5 m3/h





34

: Chaleur spécifique du lait de chaux = 1,1808 Kj/Kg. °C

: Température d’entré du lait de chaux = 45 °C

: La masse volumique du lait de chaux = 1134,4 kg/m3

iii.

Chaleur d’entrée du gaz CO2 :On sait que

42462,98* 10 3 Kj/h

Avec: : Débit du CO2 = 3256,3 m3/h

: Chaleur spécifique du CO2 = 0,921 Kj/Kg. °C

: Température d’entré du CO2 = 68,7 °C

: La masse volumique du CO2 = 324 kg/m3

iv. Chaleur de sortie du la commune carbonatée :On sait que

22800,86 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de sortie de la commune carbonatée = 174,5 m3/h

: Chaleur spécifique de la commune carbonatée = 0,6268 Kcal/Kg. °C

: Température de sortie de la commune carbonatée = 63,39 °C

: La masse volumique de la commune carbonatée = 1299.07 kg/m3

(Voir annexe table A)

b) Bilan sur la deuxième chaudière :

i. Chaleur d’entrée de la commune carbonatée :On sait que

22800,86 10 3 Kj/h

Avec: : Débit de la commune carbonatée = 174,5 m3/h


: Température d’entré de la commune carbonatée = 63,39 °C

: La masse volumique de la commune carbonatée = 1299.07 kg/m3






35

ii. Chaleur d’entrée du gaz CO2 :On sait que

27767,54 *10

3

Kj/hAvec:

: Débit du CO2 = 2423,9 m3/h

: Chaleur spécifique du CO2 = 0,921 Kj/Kg. °C

: Température d’entrée du CO2 = 63,39 °C : La masse volumique du CO2 = 324 kg/m3

iii. Chaleur de sortie de la commune carbonatée :On sait que

23311,87* 10 3 Kj/h



: Température d’entré de la commune carbonatée = 64,37 °C : La masse volumique de la commune carbonatée = 1303,86 kg/m3

(Voir annexe tableau A)

L’équation globale du bilan thermique permet de déterminer la quantité d’énergie perduelors de la carbonatation :

Perte

Ts

C s

Te

C e H

2525

On a ∑∆He= 116591,03 103 Kj/h Et ∑∆Hs= 46112.73 103 Kj/h

Suite à ces résultats, on peut constater que la chaleur thermique perdue au cours de lacarbonatation est fortement élevée, une partie de cette chaleur est portée par les gaz dégagésvers l’extérieur et l’autre partie perdue au niveau des parois de la partie supérieure de lachaudière qui n’est pas calorifugée.





36

c) Calcul de la quantité de chaleur absorbé par la commune carbonatée auniveau de l’échangeur :

12807,62*10 3 Kj/h

Avec :

- mcc : le débit massique de la commune carbonaté, mcc = 227523 ,57 Kg/h

- CpCC : la chaleur spécifique de la commune carbonaté CpCC=2,603 KJ/Kg*°C

- TEC : la température d’entrée de la commune carbonaté (°C), Tec=64,37°C;

- TSC : la température de sortie de la commune carbonaté (°C), Tsc=86 °C.(Voir annexe table A)

d) Le bilan thermique sur les filtres

Dans cette étape on a réalisé un bilan global sur les huit filtres existants à la station filtration.

i. Chaleur d’entrée de la commune carbonatée :On sait que

36264,24*10 3 Kj/h



: Température d’entré de la commune carbonatée = 86 °C : La masse volumique de la commune carbonatée = 1299,07 kg/m3


ii. Chaleur d’entrée de la vapeur d’eau:

On Calcul d’abord le débit de vapeur :

911,036 m3/h

Avec: : Débit de la boue = 34,5 m3/h





37

: L’enthalpie de vaporisation = 2693 Kj/Kg

: L’enthalpie de condensat = 2226 Kj/Kg

: Chaleur spécifique de la boue = 0,818 Kj/Kg. °C

: Température d’entré de la boue = 82 °C

: Température de la sortie de la boue = 86 °C

: La masse volumique de la vapeur = 0,3086 kg/m3

: La masse volumique de la boue = 1163,1 kg/m3

On sait que

Kj/hiii.

Chaleur de la commune filtrée à la sortie des 8 filtres:On sait que

27227,11*10 3 Kj/h

Avec: : Débit de la commune filtrée pour les huit filtres = 140 m3/h

: Chaleur spécifique de la commune filtrée = 0,6292 Kcal/Kg. °C

Selon l’équation des solutions sucrées en fonction du brix : Avec brix = 61,8%

: Température de sortie de la commune filtrée = 82 °C : La masse volumique de la commune filtrée = 1297,28 kg/m3


iv. Chaleur de la boue à la sortie:On sait que

1871*103 Kj/h

Avec: : Débit de la boue = 34,5 m3/h

: Chaleur spécifique de la boue = 0,818 KJ/Kg. °C

: Température de sortie de la boue = 82 °C : La masse volumique de la boue = 1163,1 kg/m3

L’équation globale du bilan thermique permet de déterminer la quantité d’énergie perduelors de la filtration :





38

Perte

Ts

C s

Te

C e H

2525

On a ∑∆He= 36395,53 103 Kj/h Et ∑∆Hs= 29098,11 103 Kj/h

La chaleur thermique perdue au cours de la filtration est très faible par rapport à celle perdue à l’étape de la carbonatation. Cette chaleur est perdue lors l’injection de l’aircomprimé au cours de la filtration et aussi aux pertes par les parois des filtres.

2) Bilans thermique sur les colonnes de la station décoloration

Au niveau de cette station, il y a deux unités de différentes capacités (100m3/h et35m3/h). Chaque unité possède trois colonnes qui fonctionnent en parallèle pour la premièreet en série pour la deuxième. Deux colonnes sont en production et la troisième enrégénération.

Dans tout le calcul qui suit on admettra que la température de référence est constante etvaut 25°C.

a) La Station 110m3/h

i.

Bilan thermique sur une colonne

Chaleur de la commune filtrée à l’entréeOn sait que

13613,557*10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de la commune filtrée = 70 m3/h



: Température de sortie de la commune filtrée = 82 °C

: La masse volumique de la commune filtrée = 1297,28 kg/m3

(Voir annexe tableau A)Chaleur de la commune décolorée à la sortie

On sait que





39

12204,58*10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de la commune décolorée = 70 m3/h

: Chaleur spécifique de la commune décolorée = 0,6316 Kcal/Kg. °C

Selon l’équation des solutions sucrées en fonction du brix : Avec brix = 61,4

: Température de sortie de la commune décolorée = 76 °C

: La masse volumique de la commune décolorée = 1294,9 kg/m3


ii. Bilan thermique sur la 3eme colonne (en mode régénération)

Chaleur de l’eau chaude à l’entrée (désucrage)On sait que

7316, 75* 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de l’eau chaude = 50 m3/h

: Chaleur spécifique de l’eau chaude = 4,181 Kj/Kg. °C

: Température d’entrée de l’eau chaude = 60 °C

: La masse volumique de l’eau chaude = 1000 kg/m3

Chaleur de l’eau sucrée à la sortie (désucrage) On sait que

8216, 63* 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de l’eau sucrée = 50 m3/h

: Chaleur spécifique de l’eau sucrée = 0,898 Kcal/Kg. °C

Avec brix = 17%

: Température de sortie de l’eau sucrée = 66 °C

: La masse volumique de l’eau sucrée = 1067,793 kg/m3






40

Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (soulèvement faible)On sait que

4975,4* 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de l’eau recyclé = 34 m3/h

: Chaleur spécifique de l’eau recyclé = 4,181 Kj/Kg. °C

: Température d’entrée de l’eau recyclé = 60 °C

: La masse volumique de l’eau recyclé = 1000 kg/m3

Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (soulèvement faible) On sait que

4975,4* 10 3 Kj/h

Avec:



: Température de sortie de l’eau recyclé = 60 °C


Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (soulèvement fort) On sait que

8780,1* 10

3

Kj/hAvec:





Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (soulèvement fort)On sait que





41

8286,3* 10 3 Kj/h

Avec:





Chaleur de la saumure basique à l’entrée (régénération basique)On sait que

5881,1* 10

3 Kj/h

Avec:

: Débit de la saumure = 40 m3/h

: Chaleur spécifique de la saumure = 3,93 Kj/Kg. °C

: Température d’entrée de la saumure = 60 °C

: La masse volumique de la saumure = 1068,9 kg/m3

Chaleur de la saumure basique à la sortie (régénération basique)On sait que

3864,72* 10 3 Kj/h

Avec:


: Chaleur spécifique de la saumure = 3,93 Kj/Kg. °C : Température de la sortie de la saumure = 48 °C


Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (rinçage1) On sait que

10243,45*10 3 Kj/h





42

Avec:





Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (rinçage1)On sait que

9072,77*10 3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau chaude à l’entrée (rinçage2) On sait que

13170,15*10

3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau chaude à la sortie (rinçage2)On sait que

9950,78*10 3 Kj/h

Avec:







43



L’équation globale du bilan thermique permet de déterminer la quantité d’énergie perdue lors de la décoloration de la station 110.

Calcul des Pertes pour une seule colonne :

Perte

Ts

C s

Te

C e H

2525

On a ∑∆He= 64016,045 103 Kj/h Et ∑∆Hs=56594,12 103 Kj/h

Calcul des pertes pour la station 110

Suite à ces calculs on peut constater que les pertes sont faibles par rapport à celle de lacarbonatation et elles sont dues directement aux pertes à partir des parois

b) La Station 35m3/h

Cette station ne fonctionne pas en continu juste selon le débit de la commune filtrée.

i. Bilan thermique sur la 1ere et la 2eme colonne

Chaleur de la commune filtrée à l’entrée

On sait que

6806,78*10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de la commune filtrée = 35 m3/h


Selon l’équation des solutions sucrées en fonction du brix : avec brix = 61,6%





44

: Température de sortie de la commune filtrée = 82 °C

: La masse volumique de la commune filtrée = 1297,28 kg/m3


Chaleur de la commune décolorée à la sortieOn sait que

6102,29* 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de la commune décolorée = 35 m3/h

: Chaleur spécifique de la commune décolorée = 0,6316 Kcal/Kg. °C


: Température de sortie de la commune décolorée = 76 °C

: La masse volumique de la commune décolorée = 1294,9 kg/m3


ii. Bilan thermique sur la 3eme colonne (en mode régénération)

Chaleur de l’eau chaude à l’entrée (désucrage)

On sait que

5853,40* 10 3 Kj/h

Avec:

: Débit de l’eau chaude = 40 m3/h

: Chaleur spécifique de l’eau chaude = 4,181 Kj/Kg. °C

: Température d’entrée de l’eau chaude = 60 °C : La masse volumique de l’eau chaude = 1000 kg/m3

Chaleur de l’eau sucrée à la sortie (désucrage) On sait que

3527,14*10 3 Kj/h

Avec: : Débit de l’eau sucrée = 40 m3/h





45

: Chaleur spécifique de l’eau sucrée = 0,898 Kcal/Kg. °C

Avec brix = 17%

: Température de sortie de l’eau sucrée = 47 °C

: La masse volumique de l’eau sucrée = 1067,793 kg/m3


Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (soulèvement faible) On sait que

2195,03* 10 3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (soulèvement faible) On sait que

1693,31* 10

3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (soulèvement fort) On sait que

2195,03* 10 3 Kj/h

Avec:







46



Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (soulèvement fort) On sait que

1756,02* 10 3 Kj/h

Avec:


: Chaleur spécifique de l’eau recyclé = 4,181 Kcal/Kg. °C

: Température de sortie de l’eau recyclé = 53 °C : La masse volumique de l’eau recyclé = 1000 kg/m3

Chaleur de la saumure basique à l’entrée (régénération basique) On sait que

2940,54*10 3 Kj/h

Avec: : Débit de la saumure = 20 m3/h


: Température d’entrée de la saumure = 60 °C


Chaleur de la saumure basique à la sortie (régénération basique)On sait que

1344,25 Kj/h

Avec:



: Température de la sortie de la saumure = 41 °C






47

Chaleur de l’eau recyclée à l’entrée (rinçage1) On sait que

2926,7* 10 3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau recyclée à la sortie (rinçage1) On sait que

1421,54* 10 3 Kj/h

Avec:





Chaleur de l’eau chaude à l’entrée (rinçage2) On sait que

5644,35*10

3

Kj/hAvec:





Chaleur de l’eau chaude à la sortie (rinçage2)On sait que





48

3762,9* 10 3 Kj/h

Avec:





L’équation globale du bilan thermique permet de déterminer la quantité d’énergie perduelors de la décoloration pour la station 35 :

Perte

Ts

C s

Te

C e H

2525

On a ∑∆He= 28561,83 103 Kj/h Et ∑∆Hs=19607,45 103 Kj/h

II. Etude de la performance de l’échangeur :

Dans cette partie on va réaliser une étude sur la performance de l’échangeur à plaqueexistant à l’atelier épuration qui sert à chauffé la commune carbonatée avant qu’il sera filtrer,cet échangeur utilise la vapeur d’eau transformé qui s’obtient à partir de la combustion dufioul.

1) Calcul du coefficient d’échange K :

Le coefficient d’échange donne l’idée sur la qualité d’échange, c’est une répliquefidèle de l’évolution de l’état physique de l’échangeur de chaleur.

On calcule le coefficient d’échange suivant la formule :

⁄

a) Calcul de débit du condensat

Pour estimer le débit du condensat, On a supposé que le flux de chaleur cédé par lavapeur est transmis entièrement à la commune carbonaté :





49

Donc: ( – ) –

D’après cette égalité, on tire le débit massique mc :

– –

On trouve :

Avec :

- : le débit massique du condensat (Kg/h)

-

: l’enthalpie de la vapeur ; HVP1 =2693 KJ/Kg

- hc : l’enthalpie du condensat ; hc = 2226 KJ/Kg

- : mR : le débit massique de la commune carbonaté (Kg/h), mcc =227523 ,57

- CpCC : la chaleur spécifique de la commune carbonaté (KJ/Kg*°C),

CpCC=2,62 Kj/Kg*°C;

- la température d’entrée de la commune carbonaté (°C), Tec=70°C;

- : la température de sortie de la commune carbonaté (°C), Tsc=86 °C.

b)

Profil de la température

La vapeur entre d’un côté des plaques à une température de 111,4°C, la températurede la commune carbonaté à l’entrée est 64,37°C et à la sortie 86°C, la vapeur ensuite secondense.

Figure 14 : l’évolution de la température au sein de l’échangeur

mc =20286,86 Kg/h





50

c) Le flux de chaleur

Le flux de chaleur est donné par :

–

A.N: –

Φc = 2631,66 KW

On calcul d’abord : – – – – –

– – – – –

On trouve :

K c = 851,117 *103 / (103,7 * 25,334)

K c =774,86 W/m2

*°CAvec :

: Température de sortie du condensat = 111,4 °C : Température d’entré de la commune carbonatée = 70 °C : Température d’entrée vapeur d’eau= 111,4 °C : Température de sortie de la commune carbonaté = 86 °C

2) Le rendement de l’échangeur

Le rendement est le rapport entre le coefficient d’échange actuel et le coefficientd’échange donné par le constructeur, il est donné par :

(K constructeur = 950 W/m²*°C)

A.N :





51

On trouve : η = 81,56 %

Discussion des résultats:

D’après le rendement obtenu on constate que l’échangeur est en bon état mais il y des

pertes dues aux incrustations déposées sur les surfaces d’échanges consommant l’énergie etaussi des Pertes de vapeur dues aux modifications des paramètres de marche sans tenir àl’ensemble du système et aussi Pertes par parois.

III. Etablissement du bilan électrique :

Concernant cette partie nous sommes focalisés sur les appareils et les installations quiconsomment l’électricité et particulièrement les moteurs des pompes et les agitateurs.

Et on a regroupé en premiers lieu toutes les informations sur ces appareils. Par exemple pour les pompes on a relevé leurs puissances absorbées (sur les plaques signalétiques), ledébit avec lequel elles travaillent, leur état si elles sont en marche ou en secours, le volumerefoulé, l’ampérage… tout cela pour calculer la puissance réelle consommée par chaqueappareil et par la suite déduire la consommation total de toute la station et le coût géré parcette consommation.

1) Bilan électrique sur la Station carbonatation-filtration :

a) Puissance des pompes :

Tableau 9 : puissance des pompes de la station carbonatation-filtration

Aspirationde

Refoulementvers

référence P(KW) état Puissanceconsommée

Baccommunecarbonatée

Filtre (échangeur)12MPO62N 110 en marche 110

12MPO62S 110 de secours 0

Filtre (remplissagesirop)

12MPO61 75 en marche 75

Filtre (mixte) 12MPO71 75 de secours 0

Filtre (remplissage

boue)

12MPO71 75 en marche 12,75

Baccommunefiltrée Bac Décoloration

13MP100B 55 en marche 55

13MP100A 55 de secours 0

P200A 15 en marche 15

P200B 15 de secours 0

Bac eaux boueuses

Station PKF 12MPO72N 15 en marche 15

12MPO72S 15 de secours 0

Pompe puisard

Bac eaux boueusesPKF

9 en marche 9

9 de secours 0

TOTAL 354 KW 291,75KW





52

b) Puissance électrique des agitateurs

Tableau 10 : puissance des agitateurs de la station carbonatation-filtration

agitateur puissance électrique(KW)bac eau boueuse 1,5bac commune carbonaté 4bac alimentation filtre déssucré 1,5Total 7KW

2) Bilan électrique sur la Station décoloration :

Tableau 11 : puissance des pompes de la station décoloration

AspirationDe

Refoulementvers

référence P(Kw) etat PuissanceConsommée

Bac siropdécoloré N° 107

Bac avantconcentration(EVAP)

13MP107A 37 en marche 37

13MP107B 37 de secours 0

Bac eau recyclée N° 211

Colonnes station35

P211A 7,5 en marche 0,975

P211B 7,5 de secours 0Bac eaucondensats N°209

Colonnes station35


P209B 7,5 de secours 0

Bac eaux sucrées N° 210

Bac eaux sucréesT110


P210B 7,5 de secours 0Bac Eauxrecyclées/EAUCHAUDE N°111

Colonnes station110

13MP111 37 en marche 15,318

13MP109 37 de secours 0

Bac Eauxsucrées N° 110

Bac des eauxsucrées STG1

13MP110A 18,5 en marche 18,513MP110B 18,5 de secours 0

Saumure basique

Station 35/110.35&110m3

Colonne station 35 13MP303A 9 en marche 0,63

13MP303B 9 de secours 0Colonne station

11013MP301A 18,5 en marche 1,85

13MP301B 18,5 de secours 0Rejet stationdécoloration

ARMOIRESUP

15 en marche 15

INDISPO 15 de secours 0TOTAL 157,5KW 91,148KW





53

3) Total des puissances :

Tableau 12 : total des puissances à l’atelier épuration

Station Energie réelle consommée (KW)

Station carbonatation 298,75Station d décoloration 91,148Total 382,898

4) Calcul des rendements des moteurs :

Dans cette partie on s’intéresse à calculer la puissance utile pour calculer par la suite le

rendement de chaque pompes pour évaluer les pertes lié à la consommation électriques pourcela on a mesuré sur place le courant, la tension et relevé les cos de chaque pompe.

La puissance utile :

√

Avec :

: La puissance utile en W

U : la tension en V

I : l’ampérage en A

Cos : facteur de phase

Le rendement :

Avec : Pu : la puissance utile en KwPa : la puissance absorbée en Kw





54

a) Station carbonatation-filtration :

Tableau 13 : calcul de la puissance utile pour les pompes de la section carbo-filtration

section carbonatation

Aspirationde

Refoulement vers

référence état Pa(Kw)

Courant

(A)

Cos Pu(Kw)

Rendement

Baccommunecarbonatée

Filtre(échangeur)

12MPO62 N

en marche 110 140 0,88 81,087 73,71

12MPO62

S

de secours 110 0 0 0

Filtre(remplissagesirop)

12MPO61 en marche75 64 0,86 36,226

48,30

Filtre(mixte)

12MPO71 de secours 75 0 0 0

Filtre(remplissage boue)

12MPO71 en marche75 133 0,84 73,53

98,04

Baccommunefiltrée

BacDécoloration

13MP100B en marche 55 71 0,86 40,188 73,0713MP100A de secours 55 0 0 0

P200A en marche 15 18 0,85 10,070 67,13P200B de secours 15 0 0 0

Bac eaux boueuses

Station PKF 12MPO72 N

en marche 15 24 0,85 13,426 89,51

12MPO72S

de secours 15 0 0 0

Pompe puisard

Bac eaux boueusesPKF

en marche 9 6 0,79 3,120 34,66de secours 9 0 0 0

Total 354KW Total 257,64Kw





55

b) Station décoloration :

Tableau 14 : calcul de la puissance utile pour les pompes de la section décoloration

Section décoloration

Aspirationde

Refoulement vers

référence EtatDe la

pompe

Pa(Kw)

I(A)

cos

Pu(Kw)

R(%)

Bac siropdécoloré N°107

Bac avantconcentration(EVAP)

13MP107A en marche 37 42 0,87 24,05 64,99

13MP107B de secours 37 0 0

Bac eaurecyclée N°211

Colonnesstation 35

P211A en marche 7,5 4,4 0,83 2,40 32,05

P211B de secours 7,5 0 0

Bac eaucondensats N° 209

Colonnesstation 35

P209A en marche 7,5 4,2 0,83 2,29 30,59


Bac eauxsucrées N°210

Bac eauxsucréesT110

P210A en marche 7,5 4,1 0,83 2,24 29,86


Pompe puisard

Bac 210 ARMOIREEL

en marche 3 2,8 0,81 1,493 49,76

Bac eaucondensats

N° 109

Bac nanofiltration

ARMOIRESUP

en marche 37 47 0,87 26,91 72,74

Bac Eauxrecyclées/EAUCHAUDE N° 111

Colonnesstation 110

13MP111 en marche 37 39 0,87 22,33 60,36

13MP109 de secours 37 0 0

Bac Eauxsucrées N°110

Bac deseauxsucréesSTG1

13MP110A en marche 18,5 18,5 0,83 10,11 54,63

13MP110B de secours 18,5 0 0

Saumure basique

Station35/110.

35&110m3

Colonnestation 35

13MP303A en marche 9 11 0,86 6,23 69,18

13MP303B de secours 9 0 0

Colonnestation 110

13MP301A en marche 18,5 13 0,83 7,10 38,39

13MP301B de secours 18,5 0 0

Rejet stationdécoloration

ARMOIRESUP

en marche 15 21 0,85 11,75 78,32

INDISPO de secours 15 0 0

Total 197,5 total 116,91





56

c) Rendement électrique total des stations :

Tableau 15 : Rendement électrique total pour l’atelier épuration

Station Total puissance

absorbé (Kw)

Total puissance

utile (Kw)

Rendement (%)

Station carbonatation 354 257,64 72,78Station décoloration 197,5 116,91 59,19

D’après les calculs effectués on constate que le rendement total des pompes de la stationcarbonatation est supérieur à celui de la décoloration est cela est dû au mauvaisdimensionnement des pompes de la station décoloration.

5) Les charges économiques dues à la consommation des pompes et

agitateurs:La consommation de 9 tonnes de vapeur nous permet de produire 1Mwatt

1Mwatt 9 tonnes de vapeur/h

1tonnes de vapeur 75kg de fioul/h

on a le prix de chaque KG de fioul est 5.24 DH/h

D’où : Quantité de Fioul consommée

Quantité de Fioul consommée

Le coût de Fioul consommée pour produire 1Mwatt

1kwatts 3,537 Dh/h

1kwatts 30 559.68 Dh/an

On peut résumer tous ces calculs par le tableau suivant :

Tableau 16 : coût total de la consommation électrique à l’atelier épuration

Station Energie réelleconsommée (KW)

Le Coût généré(DH /h)

Le Coût généré(DH /an)

Station carbonatation 298,75 1056,68 9 129 715,2Station d décoloration 91,148 324,51 2 803 766,6Total 382,898 1354,31 11 933 481,8

Apres l’établissement des bilans électrique au niveau et comme ci représenté dans le tableau ci-dessus, nous constatons que les pompes et les agitateur de l’atelier d’épuration , ont une consommationglobale de 382.898 kw ce revient a un cout de 11933481.8 DH /an





57

Pour une bonne filtration il faut que la commune carbonatée soit suffisamment chaufféeet pour cela on la fait passer à travers un échangeur à plaques qui utilise de la vapeur d’eau.Cette vapeur coûte chère à la société puisqu’ elle s’obtient à l’aide de la combustion du fioul.Par conséquent, on a proposé d’étudier la faisabilité d’installer un serpentin à l’intérieur de lachaudière N°2 (Voir annexe : schéma) pour augmenter la température de la communecarbonatée avant son entrée dans l’échangeur, en utilisant le condensat de cet échangeur quisort avec une température importante pour chauffer la commune carbonatée. Ce qui permetd’économiser de la vapeur transformée et automatiquement sur le fioul aussi.

I. Dimensionnement du serpentin :

1) Calcul de quantité de chaleur absorbée par la commune carbonatée :

1698,78*10 3 Kj/h

Avec: : Débit de condensat = 20286,86 kg/h

: Chaleur spécifique de condensat = 4,1869Kj/Kg. °C

: Température de sortie de condensat = 90°C: Température d’entré de condensat = 110 °C

2) Calcul de la température de sortie de la commune carbonatée :

Avec:

: Débit de la commune carbonatée = 174,5 m3/h

: Chaleur spécifique de la commune carbonatée = 2,602 Kj/Kg. °C

Selon l’équation des solutions sucrées en fonction du brix :

: Température d’entré de la commune carbonatée = 64 °C

: La masse volumique de la commune carbonatée = 1303,86 kg/m3

: La quantité de chaleur absorbé par la commune carbonaté= 1698,78* 10 3 Kj/h

3) Calcul de la longueur du serpentin :

Avec:

: Coefficient thermique en W/ m2.°C





58

: Surface d’échange en m2

: Moyenne logarithmique des températures en °C

a)

Calcul du coefficient thermique U :On a :

Avec:

: Coefficient d’échange lié à la convection intérieur du serpentin en W/ m2.°C

: Épaisseur de la Surface de contact en m

: Conductivité thermique du matériau (Inox)

: Coefficient d’échange lié à la convection extérieur du serpentin en W/ m2.°C

On a choisis de travailler avec un serpentin du matériau Inox et de diamètre 20mm etd’épaisseur 1mm

i. Calcul du coefficient :

D’après la relation de Nusselt on a :

Et on a les relations empiriques de Nusselt en fonction de Reynolds de l’écoulement d’unfluide dans un tube cylindrique sont comme suite :

Re0,466 pour 40<Re<4000

Nu = 0,174 *Re0,618 pour : 4000 < Re < 40000

Nu = 0,0239 *Re0,805 pour : Re > 40000

On a aussi Reynolds s’écrit :

Avec : V : vitesse de condensat

D : diamètre du serpentin = 20mm

: viscosité de condensat = 0,294*10-6 Pa.s

Tout d’abord on calcule

:





59

Par la suite on peut calculer Re ensuite déduire le nombre de Nusselt qui nous permettra en fin

de compte de tirer le :

Application numérique :

On a Re>40000 donc on utilise Nu = 0,0239 *Re0,805

1896,51

Avec

: Conductivité thermique du condensat =0.682w/m*c

64,671*103 w/m.K

ii. Calcul du coefficient :

On procède de la même manière pour le calcule

On sait que

Et on a aussi

iii. Calcul de la viscosité dynamique :

Le calcul de la viscosité dynamique se fait à l’aide d’une corrélation qui lie le Brix avecun facteur de température utilisée par le service laboratoire :

Avec :

Viscosité dynamique en cP ;





60

F : Facteur de température ;

AN : F= F= -0,219

AN :

N=0,0797D’ou

cP

Avec :

µcc: la viscosité cinématique de la commune carbonatée en kg/m.s

cc : la masse volumique de la commune carbonatée en kg/m3 AN :

Pa.s

Donc on peut calculer Reynolds :

pour : Re > 40000 donc utilisera Nu = 0,0239 *Re0,805

Nu = 3074,48

Avec : : conductivité thermique de la commune carbonatée=0.43w/m.K

Par conséquent en peut calculer le coefficient thermique U





61

Avec :

Conductivité thermique de l'inox : =17 W/m*K

AN :

b) Calcul de la surface d’échange :

Jusqu’à cette étape on a calculé U,

il nous reste que

pour déduire

donc :

[

]

Avec :

: Température d’entré de la commune carbonatée = 66,87 °C

: Température de sortie de la commune carbonatée = 64°C : Température d’entrée du condensat = 110 °C : Température de sortie du condensat = 90 °C

Et on sait déjà que :

40,74 m2

Et on sait que

AN : 589.45m

Nombre de spire N :





62

AN :

Et on a la longueur de la chaudière dont le sirop est émergé L = 4,7mD’où :

II. Etude économique de la solution :

Après avoir validé la faisabilité de la solution proposée, dans cette partie on a l’intérêtd’estimer le coût d’investissement pour et étudier la rentabilité économique et la mise en

place de cette solution.

1) Calcul du coût d’investissement du serpentin à installer :

On a 1 mètre de conduite 73,2 DH

Donc :

Prix du serpentin = 43147,74 DH

Prix des accessoires :

Une Conduite Inox de 15m (22,7kg) :2043dh

2 Vannes manuelles: 2000dh

Capteur de températures : 2530dh

Calorifugeage de la conduite pour 15 mètres : (1 mètre avec 20 DH) = 300 dh

Et par conséquent le prix de l’installation est :

DH

2) Calcul du coût de revient ou la rentabilité économique :

Pour augmenter la température de la commune carbonatée de 1°C il nous faut 1,5 tonnes devapeur/h donc avec la solution proposée on va la faire augmenter de 2,87°C alors le calculsera comme suit :

a) La quantité de vapeur qui sera économisée :Pour augmenter la température de la commune carbonatée de 1C il faut consommé 1,5tonne de vapeur par heure





63

D’où :1°C 1,5 tonne de vapeur/h

2,87°C quantité de vapeur économisée ?

Et on sait que la vapeur dépend de la consommation du fuel :

75 Kg/h Fioul 1000 Kg/h de vapeur

4305 Kg/h

322,875 Kg/h

Et on a Prix de Fioul = 5240 DH/tonne

Donc le coût du Fioul économisé est le suivant :

/h

/mois

/ans

b) Délai de récupération du coût d’investissement :

Délai de récupération du coût d’investissement = ⁄

Délai de récupération du coût d’investissement = 29h34min

L’installation du serpentin au sein de la chaudière N2 a représenté un gainénergétique important avec un investissement rémunérer en deux jours. Ce gainénergétique agit sur l’économie d’énergie et aussi sur l’économie de la société d’unefaçon générale





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Conclusion générale

La production de sucre est un domaine très énergivore, une consommation excessive enmatière d’énergie se répercuterait défavorablement sur le prix de revient du sucre. Soucieuxde ces nouveaux enjeux, le groupe COSUMAR a démontré un intérêt vif à la maîtrise de laconsommation énergétique. Cette politique a pour objectif d’augmenter l’efficacitéénergétique dans l’utilisation des sources d’énergie, d'éviter le gaspillage, de rationaliserl’utilisation d’énergie et d'atténuer le fardeau du coût de l’énergie sur l’économie de lasociété.

Pour cette raison et suite aux calculs des bilans qu’on a effectués pour chaque installation, ona constaté qu’il y a plusieurs types de pertes. On cite ceux dues aux incrustations déposées

sur les surfaces d’échanges, les pertes de vapeur dues aux modifications des paramètres, les pertes par parois, les pertes par fumées, les pertes liées au mauvais dimensionnement, ainsique l’existence de tuyauteries non calorifugées et dégradée. Pour agir afin d’augmenter la

performance énergétique, on a proposé d’installer un serpentin au niveau de la chaudière N°2(Voir annexe : schéma) en utilisant le condensat de l’échangeur rejeté pour chauffer lacommune carbonatée. Cette solution a représenté un gain énergétique important avec uninvestissement rémunérer en deux jours. Ce gain énergétique agit sur l’économie d’énergieet aussi sur l’économie de la société d’une façon générale ; selon L’étude technico-économique effectue représente un gain de l’ordre de 14 million de Dirham par an.

Ce projet nous a permet, d’une part de rationaliser l’utilisation des sources d’énergie desinstallations, et d’autres part proposer des solutions efficaces et utiles pour réduire laconsommation en énergie. Aussi de préparer une démarche de certification de la station entermes d’économie d’énergie selon l'ISO 50 001 basé sur un système de management del’énergie.





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Références

Document interne (Personnel de Cosumar, Laboratoire de COSUMAR, service électrique…)

Technique de l’ingénieur

Cadre réglementaire marocain

Service de Normalisation Industrielle Marocaine SNIMA

Ministère de l'Energie, des Mines, de l'Eau et de l'Environnement (Loi 47-09)

ISO 50001 "Systèmes de management de l’énergie"

Association Française de Normalisation




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