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لعلا ثحبلاو يلاعلا ميلعتلا ةرازو
UNIVERSITE BADJI MOKHTAR -ANNABA- FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT DEPARTEMENT DE MECANIQUE
MÉMOIRE
Présenté en vue de l’obtention du diplôme de Master
Filière : Génie mécanique. Option : Maintenance Industrielle et Fiabilité Mécanique
THÈME
Contrôle par thermographie d’un four de
cuisson et effet de la température sur
la qualité de la brique
« CAS : BRIQUETERIE SEYBOUSE DE BESBES »
Par BOUALLOUCHE ALA EDDINE
Soutenu le 19 juin 2017 devant le jury :
Président : AMIRAT ABDELAZIZ. Professeur univ - Annaba. Rapporteur : ZEGHIB NASSEREDDINE Professeur univ - Annaba. Examinateurs : CHAOUI KAMEL Professeur univ - Annaba. LAISSAOUI RACHID. Maitre assistant (A) univ - Annaba.
Promotion : 2016/2017
SOMMAIRE
Remerciements…………………………………………………………….…1 Dédicaces………………………………………………………………...…..2 صخلم……………………………………………………………………....…3 Résumé……………………………………………………………………….4 Abstract…………………………………………………………...……...…..5 Introduction générale……………………………………….……...…..….…6
Chapitre 1 : Présentation de la Briqueterie
1. Historique et situation géographique de l’entreprise……………………7 1.1. Historique…………………………………………………….……….7 1.2. Situation géographique…………………………………………….….8 2. Organisation de l’entreprise……………………………………..………9 2.1. L'organigramme de la briqueterie……………………………….…..10 2.2. Sections et équipements de la briqueterie …...…………………...…11 3. Processus de production………………………………………………..12 3.1. Extraction……………………………………………………………12 3.2. Préparation de l’argile…………………………………………….…13 3.3. Le façonnage (fabrication)…………………………….………….…16 3.4. Le séchage………...…………………………………………………19 3.5. La Cuisson……………………………………………………….…..21 3.6. Emballage………………………………………………………....…24 3.7. Stockage………………………………………………………..……26
Chapitre 2 : Généralités sur la Maintenance Industrielle
Introduction……………………………………………………………….….27 1. les politiques de la maintenance…………………...…………….………28 1.1. Évolution historique de la maintenance……………….…..…...……..28 1.2. Définition de la maintenance ………………………………………….29 1.2.1.Définition selon NF : X60-010………………………..……………….29 1.2.2.Définition selon NF EN 13306 (juin 2001)……………..……………..29
1.3. Les types de la maintenance ……………………..……………………29 1.3.1. La maintenance corrective…………...……………………….………31 1.3.2.La maintenance préventive…………………………………………….32 1.3.2.1. Définition de la maintenance préventive systématique………….…33 1.3.2.2. Les différentes tâches de maintenance préventive systématique...…33 1.3.2.3. Définition de la maintenance préventive systématique…………..…33 1.3.3.La Totale Productive Maintenance (TPM)………………………….…34 1.3.4.La Maintenance Basée sur la Fiabilité (MBF)………………..……..…35 1.4. Choix d’une politique de maintenance………………………………....36 2. Les niveaux de maintenance………………….………………………....37 3. L’organisation du service maintenance …………………..……………..38 conclusion.....……………………………………………………………...…..39
Chapitre 3 : Etude du four à Tunnel
Présentation de la machine ………………………………………………...…40 1. Directives d’emploi……………………………………....………..….40 1.1. Construction de la machine………………………….………..…..…..40 1.2. Éléments de commande ……………………………………...…...…..40 2. Utilisation de la machine…………………………….……...…...……40 2.1. Fonctionnement automatique……………………...……..……..…….40 2.2. Démarrage du four………………………………………………...…..41 2.3. Réparation et entretien…………………………….…………..…….41 2.3.1. Travaux d’entretien……………...………………………...………41 2.3.2. Remplacement des pièces…………..…………………………..…42 3. Caractéristiques du four a tunnel………..…………….....………….....43
Chapitre 4 : Le CND par la Thermographie
1. Introduction à la théorie de la thermographie infrarouge………………44 1.1. Définition………………………………………..…………...……....44 1.2. Typologie des applications et utilisations………………...…...…..…44 2. Maintenance et prévention …………………………………….....….…44 2.1 Contrôle de produits et contrôle de procédés………………....….……44 2.1.1. Contrôle de produits ……………………………………....….…….44 2.1.2. Contrôle des procédés …………………………………......……..…45
Chapitre 5 : Etude de la performance du four
Introduction……………………………………………………………....….46 1. Contexte générale de l'étude……………………………………......…46 2. But du contrôle par thermographie infrarouge……..……………....…46 3. Appareils de contrôle utilisés…………………………………....…....49 3.1. La caméra thermique ″RAY CAM C.A 1884″…………….......…..49 3.2. Le pyromètre _″Laser liner″………………………………….......…50 4. Résultats et analyses………………………………………………...…51 5. Essais d’écrasement des briques………………………...………….....52 5.1. Principe de l’essai……………………………………………….......53 5.2. Mode opératoire…………………………………………..............…53 5.2.1. Machine d'essai de compression ………………………….......…..53 5.2.2. Résultats et discussion……………..………………..………...…55 Conclusion générale………………………………………………...……58 Recommandations…………………………………………………….....59 Références bibliographiques…………………………………………..…60
En premier lieu, nous tenons à remercier Dieu, notre créateur pour nous avoir donné la force pour accomplir ce travail.
Nous tenons à remercier Pr. ZEGHIB NASSER EDDINE notre promoteur pour l’aide et sa patience et son grand soutien et ses conseils considérables.
Je remercie également tous les professeurs du département Génie Mécanique.
Il est également très agréable de remercier tous les cadres de la briqueterie SEYBOUSE DE BESBES pour leur collaboration.
Je tiens à exprimer ma sincère reconnaissance et mes vifs remerciements à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à l’élaboration de ce travail en l’occurrence de ma famille qui n’a jamais cessé de m’encourager.
Sans oublier les enseignants qui se sont succédé durant mon cursus, sans lesquels je n’aurai pu atteindre mes objectifs.
A vous tous je dis « Merci ».
1
Je dédie ce mémoire:
-A ma très chère mère. -A mon cher père. -A toute ma famille. -A mes camarades. - A tous ceux qui me connaissent.
Pour conclut, je le dédie à:
Tous les amis de MI et tous les enseignants de la faculté « Sciences de l’Ingéniorat ».
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صخلم
زثؤٚ اًي خبطنا ٌزف تفٛظٔ ذٚذذخنابٔ عُٛصخنا ةرٔد ٗهع شكزُط تطارذنا ِذْ ٙف ،ءاُبنا لاجي ٙف ٖزبك تًْٛأ ّن ٍٛجخًُهن زجٜا عُص زجٜا ةدٕج ٗهع
.
تٚرازذنا ازٛياكنا
:
اًْ ٍٛخهقخظي ٍٛحادأ واذخخطاب ءازًذنا جذح تعشلأاب ٘رازذنا صاٛقنا تططإب فهخي زٛغنا رابخخلاا حزخقُط خبطنا ٌزف ةرازد ضَاجح ٍي ققذخهن زخئزٛبنأ
.
.
ثاظجًنا فزط ٍي تبقازًنا بٕطاد ٗهع آضزعٔ آطاقخنا ىح ٙخنا ىٛقنأ تعُصًنا تكزشنا ثاًٛهعح ٍٛب تَراقي ءازجإ ىخٛط
.
تٛجاخَلإا ةءافكنا قٛقذخن ثابقع مكشح ٙخنا ميإعنا ذٚذذح ٍي زجٜا عُصي تٛجاخَإ مٛهذح خًظٚ
.
زجٜا عُصي ءاقب ٔ ٙيٕٛنا مًعنا زٛط قٛعح ٙخنا تٛقٛقذنا مكاشًنا ٍي ذٚشي ٍع فشكح ةزكذًنا ِذْ
عاٛضٔ قفذخنا مهخ فشكٔ
ءارمحلا
ثحج ةعشلأاب يرارحلا سايقلا ةطساوب فلحم ريغلا رابحخلاا
.
زجٜا ةدٕج دذذح ٙخنا ىْلأا ةٕطخنا زبخعح ٙخنا
رٔد ذٚذذخن ٙهًع فذٓٚ ضزغنا اذٓن زجٜا خبط ةرٔد للاخ ةرازذنا
للاخ ٌزفهن تياعنا تعاجُنا ٍي ققذخهن
(EN 1338)
زٛٚاعًهن اقفٔ
(قحس)
طغض تارابحخا
قٚزط ٍع تبقازًن عضخخط زجٜا ةدٕج اذٓن زجٜا خبط ةرٔد
.
. فراطنا تٚلأ ٙف
«
سابسبلاب
رمحلأا رجلآا جاحنلإ سوبيس عنصم
»
ٙف اُخطارد اُٚزجأ ذقف مًعنا اذْ ساجَلإ
،ظغضنا ثارابخخا ،تبقازًنا بٕطاد
،زجٜا خبط ةرٔد
،ءازًذنا جذح تعشلأاب ٘رازذنا صاٛقنا تططإب فهخي زٛغنا رابخخلاا ،زجٜا ةدٕج ،خبطنا ٌزف تفٛظٔ
: حيجافم تامل ك ،زخئزٛبنا ،تٚرازذنا ازٛياكنا ،خبطنا ٌزف ةرازد ضَاجح . ،زٛٚاعًهن
تعاجُنا
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Résumé
La fabrication des briques pour les constructeurs a une importance majeure dans le domaine du bâtiment. Dans la présente étude on s’intéresse au cycle de fabrication et plus particulièrement la fonctionnalité du four de cuisson qui a une incidence sur la qualité de la brique.
Nous proposons un CND par thermographie infrarouge en utilisant deux instruments indépendants à savoir une caméra thermique et un pyromètre pour vérifier l’homogénéité de la température du four.
La comparaison s’effectuera entre les consignes du constructeur et les valeurs captés et affichées de l’automate par les sondes.
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L’analyse de la productivité de la Briqueterie m’a permis de déterminer les facteurs qui constituent des freins à la réalisation de l’efficience productive.
Cette mémoire révèle en outre les véritables problèmes qui handicapent le fonctionnement quotidien et la survie de la Briqueterie.
A cet effet, mon travail a pour objectif de déterminer le rôle que joue le CND par la thermographie infrarouge et détecter les défauts de flux de températures quelconque pendant la phase de cuisson constitue l’étape la plus importante qui déterminera la qualité de la brique.
Pour ce faire, La qualité de la brique sera contrôlée par des essais d’écrasement (compression) conformément à la norme (EN 1338), pour vérifier la fiabilité globale du four pendant le cycle de cuisson.
Pour accomplir ce travail nous avons porté notre étude sur une entreprise produisant des briques rouges dans la wilaya d’el Taref en l’occurrence la Briqueterie Seybouse de Besbes.
Mots clés: fonctionnalité du four, la qualité de la brique, CND par thermographie infrarouge, l’homogénéité de la température, caméra thermique, pyromètre, automate, phase de cuisson, essais d’écrasement, norme, fiabilité.
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Abstract
The manufacture of bricks for builders is of major importance in the building industry. In the present study we are interested in the manufacturing cycle and more particularly the functionality of the cooking oven which affects the quality of the brick.
We propose a Non-Destructive Testing by infrared thermography using two independent instruments, namely a thermal camera and a pyrometer to check the homogeneity of the temperature of the oven.
The comparison will be made between the manufacturer's instructions and the sensed and displayed values of the Programmable Logic Controller (PLC) by the probes.
The analysis of the productivity of the Briqueterie enabled me to determine the factors that hinder the achievement of productive efficiency.
This memory also reveals the real problems that impede the daily functioning and survival of the
Briqueterie.
For this purpose, my work aims to determine the role played by the NDT by infrared thermography and to detect the defects of any temperature flux during the cooking phase is the most important step that will determine the quality of the brick.
To do this, the quality of the brick will be checked by crushing (compression) tests according to the
standard (EN 1338), to check the overall reliability of the oven during the cooking cycle.
To accomplish this work we have focused our study on a company producing red bricks in the wilaya of
el Taref in this case the Briqueterie Seybouse of Besbes.
Keywords: The functionality of the cooking oven, the quality of the brick, NDT by infrared thermography,,thermography, the homogeneity of the temperature, thermal camera, pyrometer, Programmable Programmable Logic Controller (PLC), the cooking phase, crushing (compression) tests, standard, standard, reliability.
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ITRODUCTION GENERALE
La satisfaction du client est mesurée par le rapprochement entre les besoins et les caractéristiques correspondantes du produit.
L'industrialisation peut être définie comme les moyens et méthodes nécessaires pour passer de recherches et d’études capables de livrer un produit répondant à un cahier des charges défini, dans le respect d'un budget, d'un délai et de l'éthique de l'entreprise.
Une entreprise, est une combinaison dynamique de ressources matérielles, financières et humaines concourant, par le biais de son organisation, à la réalisation de ses objectifs fondamentaux.
Fabrication et maintenance sont deux aspects complémentaires et indissociables de la Production. Aucune des deux n'existe sans l'autre. Ensemble, elles doivent établir le programme commun de production : campagnes de fabrication, plus planning de maintenance.
Le travail présenté dans ce rapport entre dans le cadre de mon projet de fin d’études en cycle d’ingénieur, option Maintenance Industrielle et Fiabilité Mécanique. Je l’ai effectué à la BRIQUTERIE SEYBOUSE DE BESBES WILAYA D’EL TAREF.
Dans cette étude on s’intéresse au contrôle de la fonctionnalité du Four de cuisson des briques.
Au long de ce rapport, je vais résumer mon travail en 5 chapitres principaux.
Le 1er chapitre sera consacré à la présentation de la BRIQUTERIE SEYBOUSE DE BESBES.
Le 2ème chapitre présentera des généralités sur la Maintenance Industrielle.
Le 3ème chapitre vise à décrire le système concerné par mon étude (Le four à tunnel).
Le 4ème chapitre donnera un aperçu global sur le CND par la thermographie.
Le dernier chapitre présentera le travail effectué pendant mon stage : (on va mesuré les températures de 3 zones pour vérifier l’homogénéité de la température du four, ensuite on va faire une comparaison entre les consignes du constructeur et les valeurs captés et affichées de l’automate par les sondes avec les valeurs mesurées à l’aide d’une caméra thermique et un pyromètre pour vérifier la fiabilité du four. Enfin, on terminera par des essais d’écrasement (compression) pour contrôler la qualité de la brique).
Je finirai ce rapport par une conclusion générale et des recommandations.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
1. HISTORIQUE ET SITUATION GEOGRAPHIQUE DE L’ENTREPRISE
1.1.Historique
La SNMC (Société Nationale des Matériaux de Construction) est une entreprise d'état crée par ordonnance N° 67-280 du 20 décembre 1967 pour promouvoir le développement de l'industrie algérienne des matériaux de construction et pour fabriquer, importer et distribuer une gamme étendue de matériaux de construction.
La construction du complexe fut confiée à la société INTERKLIN LIMITED (société de droit Britannique). Les travaux de construction de l'unité a été en 1974.
La convention de réalisation du projet a été entre la SNMC et la société INTERKLIN LIMITED (société de droit Britannique).
En 1976, la société Britannique INTERKLIN déclaré faillite et transféré du projet au profit de la SNMC. Après supervision et mise en service de la ligne technologique l'unité est entrée en production en 30 Octobre 1982 et devenu connu sous le nom « BRIQUETERIE-TUILERIE ».
Malgré une activité considérable et le fait qu'elle s'est montrée capable de doubler son chiffre d'affaires, la SNMC a subi des pertes de plus en plus importantes, en 2004 la société a arrêté la production, il y a à cela plusieurs raisons dont voici les principales : Les pertes financières (payement des travailleurs, les dettes des fournisseurs…), manque de source d'énergie, les conflits et les problèmes entre les cadres responsables de la société, le vieillissement des installations….
Le 31 mai 2004 la gestion de l'unité a été transférée au secteur privé et devenu appelé « BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES ». La société est restée 9 ans en arrêt de production.
La situation actuelle de l'unité se caractérise par la vétusté des installations et par l'état de dégradation avancée qui affecte pratiquement tous les secteurs d'activité.
Cette situation qui est le résultat d'une mauvaise prise en charge antérieure, de l'absence de maintenance de suivi rigoureux, d'un manque de pièces de rechange spécifiques d'où les difficultés d'entraide inter- unités, ainsi que l'absence de renouvellement (rénovation) depuis la mise en exploitation. En plus des insuffisances liées aux procès, l'unité se trouve confrontée à des contraintes d'ordre technique, financier et humain.
Au cours de la période de 2009 à 2013, La société a été rénovée complètement au niveau : des installations, nettoyage et élimination des déchets, apporter de nouveaux travailleurs et mettre une nouvelle politique de gestion.
Dès Septembre 2013, la production a été relancée à nouveaux jusqu’à ce jour.
Aujourd’hui la société « BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES » est une entreprise unipersonnelle à responsabilité limitée, par abréviation « S.B.S.B » EURL, au capital social de 90.000.000,00 DA est issue de la restructuration de l'E.P.E « EPRE».
Elle est inscrite dans le registre de commerce sous le N° : 36/00-068 23 29 B 00 et son N° de Matricule fiscal : 0003 36169006 345.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Actuellement, l'effectif employé est composé de 150 agents (dont un apprenti) repartis comme suit:
♦ Cadre = 13. ♦ Maîtrise = 104. ♦ Exécution = 11. ♦ Temporaire = 22.
Par ailleurs, nous rappelons que l'unité était confrontée à une situation dégradée lors de sa prise en charge sur tous les plans, (technique, financier et administratif ...).
1.2.Situation géographique
La BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES est situé dans une zone stratégique entre trois wilayas : GUELMA, ANNABA et EL-TAREF à des distances : 61 km, 27 km, 52 km respectivement. Elle occupe une superficie de 51487m² qui est repartie en 3 zones :
Zone 1 : Atelier de production. Zone 2 : Parc de stockage des produits finis. Zone 3 : Hangars de stockage de la matière première (l’argile).
Fig1: Image satellitaire de la BRIQUETERIE
2. ORGANISATION DE L’ENTREPRISE
La BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES est étudiée de façon à avoir une coordination complète entre les différentes structures de l'usine afin de permettre une exploitation optimale des ressources disponibles.
C'est une unité à feu continu, ce qui implique l'existence d'un suivi permanent assuré par quatre équipes dont une au repos, ainsi que par le personnel de maintien travaillant en journées normales.
La structure de la société est divisée en plusieurs départements: Bureaux techniques et Commerciaux, Fabrication, Administration qui sont racontées pour obtenir une gestion agile et effective.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
La société est composé d'une équipe des ingénieurs et personnel habile et avec modernes équipements informatiques et de dessin (CAD).
La production de cette société fonctionne par quatre (4) équipes en système de trois huit : (05:00 h à 13:00 h), (13:00 h à 21:00 h), (21:00 h à 05:00 h).
La BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES a été géré successivement par les responsables ci-après :
Mr. FAWZI HAW : Gérant de la Briqueterie. Me. SAMIA MABROUK : Directeur du Bureau technique. Mr. Ouannas Reda : Directeur du D.A.F. Mr. HANI Mesaoudi : Directeur de Bureau de méthode. Mr. Saleh Belhaoues : Chef carrière.
La BRIQUETERIE SEYBOUSE de BESBES participe à plusieurs programmes dans des commissions régionales d’investigation et de développement pour incorporer des produits de haute technologie dans sa gamme de fabrication.
Les principaux produits de cette usine :
* Briques Creuses de 12 Trous 6,5 kg/pièce – 150*200*300 mm.
* Briques Creuses de 08 Trous 4,5 kg/pièce – 100*200*300 mm.
Fig.2 les produits finis de la BRIQUETERIE
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
GERANT
D.A.F Direction Administratif et Financier.
Service Personnel
Service de Comptabilité
Service de Sécurité
Service de Magasinage
Publicité
Comptabilité Des fournisseurs
Comptabilité Des clients
Gestion de stock de PDR
2.1. L'ORGANIGRAMME DE LA BRIQUETERIE.
Direction Commercial.
Gestion des Ventes
Direction Technique.
Service de Production
Service de Maintenance
Service de Carrière
Caissier
Facturière
Equipe de Production
Equipe de Nettoyage
MN des Matériels Roulants
MN Industrielle
Equipe de MN 1
Bureau de Méthode
Equipe de MN 2
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
2.2. DIFFERENTES SECTIONS ET EQUIPEMENTS DE LA BRIQUETERIE :
BRIQUETERIE EURL SEYBOUSE
PREPARATION
STOCKAGE
FABRICATION MANUTENTION PRODUITS SECS ET CRUS
SECHAGE
CUISSON
MANUTENTION
-Doseur linéaire. -Bande transporteuse. -Tapis collecteur. -Bande transporteuse. -Bande transporteuse. -Laminoir dégrossisseur. -Bande transporteuse.
- Bande transporteuse. -Bande transporteuse. - Bande transporteuse. -Laminoir finisseur. -Bande transporteuse. -Mouilleur mélangeur. -Etireuse + pompe à vide.
- Séchoir rapide à balancelles. -Ventilation. - Ventilateurs d’air secondaire. -Ventilateurs de recyclage. -Ventilateurs d’extraction.
-Brûleurs.
-Brûleur principal -Brûleur d’appoint.
-Equipements de mesure.
-Sondes de température. -Transmetteur de pression. -Sonde de température et humidité relative. -Panoplie de comptage.
- Treuils à chaine sortie four. -Poussoir entrée four. -Treuil à chaine et à câble (voie empilage- dépilage). -Poussoir voie emp-dép. -Treuil à câble voie de réserve. -Transbordeur entrée four. -Transbordeur sortie four. - Wagons.
-Tapis réversible. -Silo de stockage. -Doseur linéaire. - Bande transporteuse.
-Pré-coupeur. -Renvoi d’angle. -Coupeur multi fils. - Pas de perlerin. -Transporteurs à chaine -La pelle. -Poussoir. -Empileuse.
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-07 Rampes pour gaz naturel. -Brûleurs JET. -Ventilateur d’air pour combustion. - Panoplie de gaz principal. -Panoplie pour brûleurs latéraux. -Ventilateur d’extraction des fumées. -Ventilateur pour la récupération d’air chaud (du four vers séchoir). -Gaine de récupération d’air chaud. -03 Clapets pour régulation d’air chaud et ambiant. -Ventilateur contre pression.
Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
INTRODUCTION
La brique rouge reste le matériau de construction de basse et on peut y trouver partout les matières premières nécessaires à sa fabrication. La brique réunit toutes les propriétés souhaitables pour les matériaux de construction : prix, propriétés mécaniques et thermiques, facilité de fabrication, durabilité, résistance aux intempéries.
La consommation de la brique rouge connait une grande croissance, cette croissance est liée directement à la croissance de l’industrie du bâtiment et des travaux publiques.
3. PROCESSUS DE PRODUCTION
La production de la brique se base sur une série d’opérations qui tout en étant hautement industrialisées et automatisées.
Le processus de production de la brique se compose de différentes étapes :
3.1. Extraction
- La matière première naturelle de la brique de terre cuite est l’argile. L’argile est extraite dans des argilières situées en zone d’extraction (Fig. 3). L’argile est omniprésente dans le sous-sol et ses propriétés différentes en fonction de l’origine géologique. Le choix de la carrière est une opération déterminante pour la qualité du produit final.
Pour l’excavation de l’argile, l’on fait recours à des excavateurs mécaniques et à des engins traditionnels de terrassement (camion de carrière).
Fig.3 Vue générale de la carrière d’argile
L’argile est extraite d’une carrière et accumulée à proximité de l’usine (hangar de stockage) au moyen de camions et scrapeurs.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
3.2. Préparation de l’argile
Fig.4 Hangars de stockage
- L’argile provenant de la carrière est souvent un produit naturel inégal et peu homogène. Cette matière brute doit être transformée en un mélange uniforme qui garantit, avec un travail économique, un matériau fini à haute valeur technique. Les types d’argile qui existent dans la carrière sont :
(a) (b)
(c)
(d)
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
(e)
Fig.5 Les types d’argile : a) sableuse ; b) gris argileux ; c) riche en fer
d) jaune plastique ; e) cimenté
Les différentes phases de fabrication, à savoir alimentation, mélange, broyage, raffinage, mouillage et homogénéisation n’ont pas de séquence fonctionnelle ou chronologique : leur séquence peut être modifiée selon les exigences.
3.2.1. Broyage et malaxage
- L’argile issue est transportée dans des Doseurs Linéaires (BKN1205C, BKN1206C) (Fig.6) qui en déterminent la quantité, ensuite elle passe dans un Broyeur à Meules (HMI2170C) (Fig.7), ces opérations ont pour but de rendre la masse d’argile homogène et de lui conférer la plasticité nécessaire au moulage des briques.
Fig.6 Vue générale (face et profil) des doseurs linéaires.
Cette étape très importante s’effectue dans un broyeur à meules verticales, il faut le concasser et le moudre par étapes successives en une fine poudre qui sera gâchée à l’eau pour obtenir une pâte (argileuse) présentant la plasticité souhaitée.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.7 Broyeur à Meules
3.2.2. Dosage et mélange
- L’argile arrive ensuite dans le Laminoir Dégrossisseur (WF1080E) (Fig. 8), composé de deux cylindres contre-rotatifs se trouvant l’un face à l’autre à une distance de peu de millimètres, où l’argile est ultérieurement réduite en couches minces (environ de 3 mm). Finalement, l’argile passe pour être stockée dans un grand Silo (Fig.9).
Fig.8 Laminoir dégrossisseur Fig.9 Silo de stockage
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
3.3. Le façonnage (fabrication)
- Le mélange de matière première préfabriqué est prélevé à l’aide d’un Doseur Linéaire (BKN1207B) (Fig.10) du silo de stockage et acheminé au moyen des tapis mobiles transporteuses jusqu’au Laminoir Finisseur (WF10100E) (Fig.11) qui le transforme en couches encore plus minces (environ 1.5 mm).
Fig.10 Les doseurs linéaires Fig.11 Laminoir finisseur
Cela fait, l’argile est mélangée, grâce à un Mouilleur Mélangeur sous vide (MDVG1025F) (Fig.12) avec de l’eau de façon à lui faire acquérir les caractéristiques de plasticité nécessaires pour terminer le cycle de fabrication.
Fig.12 Mouilleur Mélangeur sous vide
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La phase suivante permet d’acheminer la matière première dans un malaxeur pour homogénéiser le mélange argileux et de lui conférer la plasticité nécessaire au moulage qui s’effectue dans un mélangeur qui assure la mixture homogène de la pâte en utilisant un système de mouillage pourvue de Chambre de Dégazage (Fig.13) (chambre à vide d’assurer une désaération) obtenu au moyen d’une pompe à vide (Fig.14) où la pression prend des valeurs de vide résolument inférieures par rapport à la pression
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
atmosphérique. Ces valeurs sont nécessaires pour éliminer les molécules d’air présentes dans le mélange, dont l’argile s’est enrichie pendant la préfabrication.
Fig.13 Chambre à vide
Fig. 14
Système de dégazage
La texture d’une brique est définie par le procédé de moulage, par la granulométrie de l’argile, par le sablage éventuel et par la finition de la brique. Un boudin d’argile sort de l’Étireuse (E65A56) (Fig.15) et est coupé avec des fils d’acier par des dispositifs de coupe : Pré-coupeur (Fig.16) et Multi-coupeur (Fig.17).
Fig.15 Sortie du boudin d’argile de l’Étireuse
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.16 Le pré-coupeur Fig.17 Le multi-coupeur
L’extrusion est un procédé qui consiste à pousser le mélange argileux à travers un moule de géométrie donnée à l'aide d'une vis sans fin. L’argile avance sous la poussée des pales (hélices rotatives) (Fig.18) et est tréfilée par le moule qui est nommé filière (Fig. 19,20), qui reproduit le dessin du produit à obtenir. Les briques étirées ont une surface très rectiligne.
Fig.18 les pales (hélices rotatives).
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.19 Filière pour brique 8 trous Fig.20 Filière pour brique 12 trous
3.4. Séchage
- En sortant de l’étireuse, le mélange encore mou et cru, avant d’être cuite, les briques crues doivent encore perdre une grande partie de leur teneur en eau (humidité).
Fig.21 Entrée des briques au séchoir
Le séchage vise à faire évaporer l’humidité présente dans le mélange duquel la brique est formée, stabiliser définitivement la configuration géométrique des produits, donner à ces derniers la résistance mécanique nécessaire pour pouvoir être empilés sur des Wagons à l’aide d’une Empileuse (Fig. 23) et successivement acheminés à la cuisson.
Fig.22 le séchoir
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.23 empilage des briques dans les wagons Fig.24 Les wagons de transport.
Le séchage se poursuit jusqu’à ce que les briques ne contiennent plus qu’environ 2% d’eau. Les réglages thermo-hygrométriques sont réglés par une courbe de séchage établie sur la base des caractéristiques chimiques et physiques de la brique à sécher et des volumes de la production (la cadence). La température et le taux d’humidité sont contrôlés tout au long du processus de séchage, au moyen d’un système informatique réglé de façon très précise. Le cycle de séchage des briques selon les estimations est de : 2,9h (B8) et 2,8h (B12).
On note que le séchage s’opère dans des zones d’un Séchoir à balancelles (plans métalliques) où il se poursuit de manière régulière et rapide. On utilise l’air chaud ambiant du four et des brûleurs du séchoir (brûleur principale et brûleur d’appoint) pour le séchage des briques.
Fig.25 les balancelles du séchoir
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
3.5. La Cuisson
- La transformation de la pièce "verte" en brique stable, appelé terre cuite, se réalise à travers de différentes modifications physiques et chimiques subites par les composants minéraux sous l’effet de la température à presque 900° (la température est variable selon le type de matière première).
C’est la dernière étape que doit subir la brique d’argile façonnée et séchée, avant de pouvoir devenir une brique de terre cuite à proprement parler. C’est là une phase d’une grande importance qui doit se dérouler très progressivement. On augmente graduellement la température jusqu’à l’obtention de la température de cuisson (comprise entre 900°C et 1000°C, en fonction du type d’argile).
On diminue ensuite progressivement la température jusqu’au refroidissement complet. Chaque mélange d’argile se caractérise par sa propre «courbe de cuisson».
La cuisson en oxydation est la plus fréquente, Aujourd’hui, on utilise un four continu de type Four à tunnel. Dans celui-ci, le chargement de briques parcourt un tunnel rectiligne sur des wagonnets et passe successivement par les zones de «préchauffage», de «cuisson» et de «refroidissement».
Fig.26 Vue latéral du Four de cuisson
Le feu se trouve dans la zone centrale du four et les briques sont placées sur des wagons qui la parcourent, se réchauffent, cuisent et se refroidissent.
Les briques donc transitent à l’intérieur du four et le long du parcours, subissent des variations de température réglées par une courbe de cuisson idéale, apte à la typologie chimique et physique du produit jusqu’à l'achèvement du cycle.
Les matériaux de construction du four ont des propriétés de résistance et d’isolation thermique optimales pour tolérer des températures élevées et limiter les consommations énergétiques.
Tous les appareils (gaines, échangeurs de chaleur, ventilation, portes, bouchoirs, transbordements, brûleurs) sont contrôlés par des outils commandés par un logiciel gestionnaire qui permet le contrôle de la cuisson selon une courbe prédéfinie, établie sur la base du type d’argile, du volume de la brique (cadence de production) et de la courbe de refroidissement.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Dans le tunnel, les wagons en structure métallique, pourvus de roues spéciales, glissent sur la ligne des voies. Les wagons ont une surface de chargement pourvue de couche en réfractaire, qui isole la structure métallique du wagon de la zone supérieure où la brique entrera en contact avec le feu. Le déplacement des wagons sur le long du four a accomplit par la poussée d'un système hydraulique appelé « le poussoir ». Le temps de poussée dépend de la cadence de production (nombre des wagons) et le type de brique (8 ou 12).
Pendant la poussée des wagons, les flammes des brûleurs sont éteindre pour éviter la brûlure des briques. La manière de poussée se fait par un demi-wagon dans une durée bien définie dans l’automate (ex : 34 min pour une cadence de production de 45 wagons de : T 12). Le changement des chemins des wagons à partir de séchage vers l''étape de cuisson et de la sortie de four vers le poste d’emballages se fait par deux transbordeurs à commande manuel.
Fig.27 Transbordeur (Séchoir-Four) Fig.28 Transbordeur (Four-Dépileuse)
Les wagons sont traînés par des dispositifs de remorquage mécanique.
Fig.29 Les systèmes de remorquage
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Le four se divise en trois zones:
a) La zone avant feu (préchauffage)
- Premier tiers de la galerie en partant de l’entrée, qui est réchauffée par une conduite récupérant la chaleur de la zone de sortie du tunnel, dite zone de refroidissement.
Dans la zone de préchauffage, les briques sont portées progressivement à température. Cet échauffement se fait grâce aux fumées émanant de la zone de cuisson du four. L’humidité résiduelle des briques est ainsi éliminée.
b) La zone feu (cuisson)
- Partie centrale de la galerie où se trouvent les brûleurs et donc la zone feu. A partir d’une température comprise entre 450°C et 600°C, on ralentit la montée en température des briques.
C’est autour de cette température que se produit le «point de quartz» : il s’agit de la température à laquelle la structure cristalline du quartz est modifiée. A cette étape de la cuisson, les briques sont très sensibles à la formation de fissures.
Le combustible le plus utilisé est désormais le gaz naturel, source énergétique très peu polluante, celui-ci représente de l’ordre de 96% de la consommation énergétique totale.
La cuisson des briques à proprement parler se fait environ à mi-parcours du four, à une température allant à 900°C. Le frittage de l’argile se fait à cette température et se forme alors la structure définitive de la brique.
c) La zone arrière feu (refroidissement)
- Enfin, une troisième et dernière phase consiste à refroidir les briques. Cette opération doit s’effectuer de façon très contrôlée pour éviter tout risque de fissuration.
Dernier tiers de la galerie vers la sortie, zone dans laquelle la chaleur est aspirée pour être acheminée partiellement vers la zone de préchauffage, partiellement vers le séchoir et partiellement éliminée par la gaine.
Sur la voûte ou sur les parois périmétrales, les conduites extérieures à la galerie alimentent le gaz et l’air aux brûleurs, qui produisent une combustion générant la chaleur nécessaire à l'obtention de la température de cuisson (max 1000° C).
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.30 Vue d’en haut du Four de cuisson
Il se trouve sur la voute du four 162 bruleurs et 04 bruleurs latéraux pour assurer la cuisson des Briques.
Les produits sortis du four après refroidissement sont palettisés, cerclés et chargés pour mettre sur le parc de stockage. Des machines robotiques sont utilisées pour ces manutentions intermédiaires.
3.6. Emballage
- À la sortie du four, les briques sont déchargées des wagons à l’aide d’une dépileuse (Fig.31), qui reprennent leur cycle et acheminés vers le poste d'emballage. Pour des raisons de facilité et de sécurité elles sont préalablement empilées sur des palettes et emballées de façon à minimiser la quantité d’emballage utilisé.
Pendant cette phase, les briques sont ficelées en paquets au moyen d’un feuillard de polyéthylène thermo-rétractable (thermo-soudable) en plastique tendu par une machine appelée Cercleuse à feuillard automatique (Fig.32), cette machine raccorde les paquets des briques horizontalement et verticalement (chaque paquet se compose de 8 rangés).
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
Fig.31 Vue de la dépileuse (la décharge des briques).
Fig.32 La Cercleuse à feuillard automatique.
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Chapitre 01 : Présentation de la Briqueterie
3.7. Stockage
Les paquets emballés sont donc envoyés vers l'expédition où chargés directement sur les moyens de transport pour la livraison.
Fig.33 Parc de stockage.
- Nombre de B8/wagon : 2592 Pièces. - Nombre de B12/wagon : 1728 pièces. - le paquet des briques 12 contient 116 pièces. - le paquet des briques 8 contient 176 pièces. - le prix d’une seule pièce de la brique catégorie 12 est : 22,09 DA - le prix d’une seule pièce de la brique catégorie 8 est : 15,54 DA
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Chapitre 02 : Généralités sur la Maintenance Industrielle
INTRODUCTION
- La fonction maintenance a gagné en importance avec révolution technologique, la complexité des systèmes et l’interaction ente ses différentes composantes et domaines techniques. Les ingénieurs et les responsables en maintenance doivent être donc préparé pour y faire face en se dotant