Réalisé par :
BENDAOU Mourad
Soutenu le 25 juin 2016 devant le jury :
Pr. EL MENZHI Lamiaa Président
Pr. EL KHANNOUSSI Fad...
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Résumé
La construction d’un nouveau terminal de stockage GPL est un projet réalisé par AFRIQUIA GAZ
dans la région tangé...
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Abstract
The construction of a new terminal storage of LPG is a project directed by
AFRIQUIA GAZ in order to increase i...
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Dédicaces
A mes chers parents ;
L’accomplissement de ce travail n’aurait pas été fructueux sans votre
dévouement et vo...
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Remerciements
A l’issu de ce travail, j’aimerais adresser mes sincères remerciements à toutes les
personnes qui ont con...
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Liste des figures
Figure 1: Organigramme d'Akwa Group .....................................................................
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Liste des tableaux
Tableau 1: Fiche technique Afriquia Gaz ...............................................................
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Tables des matières
Résumé i
Abstract ii
Dédicaces iii
Remerciements iv
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1.2. Contexte du projet....................................................................................................
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2.1. Cahier des charges pour le processus de chargement .......................................................... - 48 ...
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Introduction
Le projet de construction d’un nouveau terminal de stockage GPL à proximité du port Tanger Med
nécessit...
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Premier chapitre
Présentation de l’entreprise et de
l’environnement du stage professionnel
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1. AFRIQUIA GAZ, le pôle gaz d’Akwa Group
1.1. Un peu d’histoire
1932 Ahmed Ould Hadj AKHANNOUCH débuta son activité...
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2002 Akwa Holding change de dénomination et devient Akwa Group.
2005 Rapprochement entre Afriquia SMDC et Oismine Gr...
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1.3. Fiche technique Afriquia Gaz
Le tableau suivant présente quelques informations relatives à Afriquia Gaz :
Table...
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Séduit par les perspectives offertes par le Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL) en tant qu’énergie
alternative propre, Akw...
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Les prix de vente des sociétés distributrices, des dépositaires grossistes et des détaillants sont
maintenus consta...
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2.4. Intervenants
L’autorité de tutelle de l’ensemble des compagnies d’hydrocarbures au Maroc est représentée
par l...
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Le Port est situé sur la seconde voie maritime la plus fréquentée au monde, le détroit de Gibraltar
avec plus de 10...
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Les droits de port du port Tanger Med 1 sont présentés ci-dessous (Les tarifs de 2015) :
Tableau 2: Droits du port ...
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D’autre part, la location de vedette suit la tarification suivante :
 100 Euro l’heure à l’intérieur du port ;
 1...
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Par ailleurs, le port de Tanger Med comprend plusieurs parties. Le port Tanger Med 1 contient un
terminal ferroviai...
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Deuxième chapitre
Projet de construction du nouveau
terminal de stockage de Tanger Med
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1. Présentation du projet du terminal
1.1. Présentation du projet
A l’instar du terminal de Jorf Lasfar, et qui a r...
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C’est dans cette optique que le projet du Terminal de Tanger Med vit le jour. En effet, malgré
l’importante activit...
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1.5. Conditions Atmosphériques et Climatiques
La situation géographique du port de Tanger Med veut que les conditio...
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2. La Supply chain
Les GPL sont transportés depuis les raffineries jusqu’aux terminaux de stockage à travers
des na...
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2.2. Centres emplisseurs
L’emplissage est une activité consistant à emplir des bouteilles de produits comme le buta...
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La période s’étalant de 2012 à 2014 a connu une nette progression de 3,9% de l’activité nationale
d’emplissage pour...
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2.3. Terminaux de stockage
Avant d’arriver aux centres d’emplissage, les GPL sont stockés en premier lieu dans des
...
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Les graphiques suivants explicitent les parts des ventes des GPL conditionnés des différentes
sociétés à la date du...
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De plus, Afriquia Gaz anticipe une potentielle libération du marché de butane à l’instar de celui du
propane, l’org...
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Le tableau suivant donne les ventes réalisées par les terminaux :
Tableau 6: Ventes annuelles des terminaux de stoc...
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La figure suivante illustre la répartition des terminaux, des centres emplisseurs clients et le
découpage géographi...
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Le terminal devrait, selon les estimations et selon les centres clients actuels, atteindre d’ici 2017 des
ventes de...
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4.2. Contexte du stage
Comme étant un futur ingénieur, je me suis appuyé sur des analyses pour traiter le sujet de
...
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 Maitre d’ouvrage :
Le maître d’ouvrage est la société AFRIQUIA GAZ qui est une société de vente et de distributio...
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4.3. Diagramme de Gantt
Pour arriver à mes fins et pouvoir effectuer le travail qu’on m’a confié durant ce projet, ...
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Troisième chapitre
Etude cahier des charges du projet
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1. Travaux d’Electricité
Le terminal doit contenir un réseau électrique capable de satisfaire les besoins en énergi...
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L’entreprise doit s’assurer que l’assembleur de l’armoire doit obtenir du constructeur, SCHNEIDER
ELECTRIC ou équiv...
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2. Travaux d’Automatisme
Le stockage des GPL n’est jamais sans risque. Un dispositif incorrectement installé peut
a...
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L’automate Process sera de marque Siemens, série S7-315F PN/DP ou équivalent. Il s’agira d’un
automate de sécurité....
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Le cycle de chargement n’est pas lancé seul lorsqu’on appuie sur le bouton de marche ; le cycle de
temporisation « ...
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2.2. Automate Sécurité
Le réseau automate Sécurité sera doté d’une Motopompe horizontale avec un débit de 250
m3/h ...
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L’ouverture et la fermeture des vannes, des pompes et du Suppresseur doivent être possibles depuis
la supervision, ...
- 40 -
Une illustration simplifiée de l’architecture du réseau pneumatique est présentée dans la figure ci-
dessous :
Figu...
- 41 -
4. Détection Feu & Gaz
La détection précaire d’un feu ou d’une fuite de gaz limiterait considérablement les risques...
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5. Spécifications électriques hors zone explosive
5.1. Normes
Les installations électriques ainsi que le matériel d...
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Sur les contacteurs, on réalise de grands capots en plexi transparent fixés par tige filetée dans le but
de protége...
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 L’épaisseur radiale de l’isolement du conducteur doit être appropriée au diamètre du
conducteur et à la nature de...
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Quatrième chapitre
Propositions de solutions pour la
gestion automatisée du terminal
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1. Mission du stage et démarche adoptée
1.1. Mission du stage professionnel
Afriquia Gaz s’est toujours montrée lea...
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1.2. Démarche adoptée
La réussite dans n’importe quel projet requiert une bonne méthodologie dans la gestion du
tem...
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La solution la plus adaptée sera écrite à l’aide d’un éditeur sous forme d’un Grafcet et par la suite
passera sur m...
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Tableau 10: Liste des capteurs pour processus de chargement
CAPTEURS
CMOV102 – CMOV202 –
CMOV302 – CMOV402 –
CMOV50...
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LAL101 – LAL201 – LAL301 –
LAL401 – LAL501 – LAL601
Niveau bas cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6
LALL101 – LALL201 – L...
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Objectif :
Réaliser l’automatisation d’une installation permettant le chargement des camions citernes,
en Propane/B...
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 Attente jusqu’à fin temporisation ;
 Désactivation pompe en marche ;
 Fermeture des vannes de la cuve sollicité...
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Tableau 12: Liste des capteurs pour processus de remplissage
CAPTEURS
CMOV101 – CMOV201 –
CMOV301 – CMOV401 –
CMOV5...
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LAHH501 – LAHH601
PPA Pompe port active
PPP Pompe port présente
AU Arrêt d’urgence
Tableau 13: Liste des actionneur...
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Vannes de distribution terminal :
Le terminal comprend une vanne de remplissage en amont du terminal (MOV03) en plu...
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logiciel de programmation de Siemens Step7 afin d’avoir une plate-forme informatisée pour de
futures améliorations....
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En conséquent, les cuves B1 et B2 seront en série avec la pompe P01 et avec le poste de chargement
PB01, les cuves ...
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L’ordre d’activation des pompes est sensiblement identique à la séquence des cuves. Les pompes
‘’travaillent’’ à le...
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  1. 1. Réalisé par : BENDAOU Mourad Soutenu le 25 juin 2016 devant le jury : Pr. EL MENZHI Lamiaa Président Pr. EL KHANNOUSSI Fadoua Examinatrice M. DEBBAGH Ibrahim Pr. KHAMLICHI Abdellatif Encadrant (AFRIQUIA GAZ) Encadrant ENSA Tétouan Propositions de solutions pour la Gestion automatisée des processus de chargement et de remplissage du terminal de stockage GPL de Ksar AL Majaz Université Abdelmalek Essaâdi Ecole Nationale des Sciences Appliquées de Tétouan Mémoire de Fin d’Etudes Pour l’obtention du diplôme D’Ingénieur d’Etat En Mécatronique
  2. 2. i Résumé La construction d’un nouveau terminal de stockage GPL est un projet réalisé par AFRIQUIA GAZ dans la région tangéroise dans le cadre d’une convention signée avec l’état. La convention vise en fait à augmenter le stock national en propane et en butane, et ainsi parvenir à prolonger la période d’indépendance énergétique. AFRIQUIA GAZ emploie pour la concrétisation de son projet de nombreuses entreprises de spécialisées différentes. D’abord, elle fait appel au bureau d’ingénierie FIP qui établit un cahier des charges traduisant ses besoins en données techniques manipulables par les entreprises. A titre d’exemple, l’ensemble des spécifications concernant les travaux d’électricité, de pneumatique, d’informatique et d’automatisme est inscrit dans un cahier des charges. Pour ces travaux précédemment mentionnés c’est l’entreprise CEGELEC qui se doit de les réaliser. Par ailleurs, AFRIQUIA GAZ veut s’assurer du bon déroulement du projet, elle forme donc une équipe pluridisciplinaire afin de suivre de près l’avancement des travaux et de communiquer en permanence ses besoins en se basant sur le cahier des charges. C’est dans ce sens que s’inscrit ce travail, qui vise justement à appliquer au mieux spécifications et plans en travaillant en pair avec CEGELEC. Dans le présent rapport, j’ai traité principalement la partie de l’automatisation, et ce à travers des propositions de solutions de gestion automatisée pour le processus de chargement et pour le processus de remplissage. J’ai été ainsi amené à effectuer une analyse du cahier des charges et à comprendre la structure du système pour ensuite définir les besoins d’AFRIQUIA GAZ. Par la suite, j’ai proposé des solutions techniques pour la gestion automatisée des postes de chargement en comparant plusieurs variantes à l’aide de critères d’analyse pertinents. Puis, j’ai établi les Grafcet des solutions techniques retenues. Au final, j’ai réalisé une programmation en Ladder avec Step7.
  3. 3. ii Abstract The construction of a new terminal storage of LPG is a project directed by AFRIQUIA GAZ in order to increase its stock. Works are carried out by various specialized companies, Cegelec carries out electrical and automation works, and AFRIQUIA GAZ wants to ensure the smooth running of the project. Indeed, a committee was formed to monitor the progress and constantly communicate the needs of the building owner. The present work is intended, therefore, to provide automated management solutions for the loading process and the filling process. I was thus led to an analysis of the specifications and understand the structure of the system in order to define later the needs of AFRIQUIA GAZ. Then, I suggested for automated loading systems management technical solutions that I compared with a comparative study based on analysis criteria. Then I set Grafcet for chosen technical solutions. In the end, I realized a Ladder programming with Step7.
  4. 4. iii Dédicaces A mes chers parents ; L’accomplissement de ce travail n’aurait pas été fructueux sans votre dévouement et votre soutien. Vous vous êtes consacrés à ma réussite tout au long de mon parcours sans compter ni exiger. Nul mot ne pourrait exprimer mon immense gratitude envers les sacrifices innombrables que vous avez consentis. A mes professeurs ; Vous avez contribué à la réussite de mon parcours par vos conseils et vos instructions précieuses. A mes amis ; Vous avez toujours cru en moi et soutenus durant toutes les épreuves qui ont sillonnées mon chemin. Je vous suis très reconnaissant. BENDAOU Mourad
  5. 5. iv Remerciements A l’issu de ce travail, j’aimerais adresser mes sincères remerciements à toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de ce projet de fin d’études. Je tiens humblement à remercier en premier lieu mon encadrant à l’ENSA de Tétouan, Monsieur KHAMLICHI Abdellatif, Professeur au département Technologies de l’ingénieur: Télécommunications et Mécatronique à l’ENSA de Tétouan, qui m’a guidé tout au long du travail par ses remarques pertinentes et ses recommandations fructueuses. Je vous présente ma profonde gratitude pour le soutien et la disponibilité que vous m’avez montrée durant ce projet. Je tiens aussi à exprimer mes vifs remerciements à mon encadrant Monsieur DEBBAGH Ibrahim, en qualité de chef de projet à AFRIQUIA GAZ, qui m’a encadré durant la période du stage à AFRIQUIA GAZ. Ma profonde reconnaissance et toutes mes pensées de gratitude vont aussi à Monsieur AFAILAL Mohammed en qualité du chef de futur terminal de stockage d’AFRIQUIA GAZ, qui m’a accompagné de près durant tout ce travail. Je saisis cette occasion pour remercier également le jury de m’avoir honoré en acceptant de juger mon travail. Mes remerciements vont aussi au corps enseignant du département TITM de l’intérêt qu’il m’a porté durant ma formation à l’ENSA de Tétouan.
  6. 6. v Liste des figures Figure 1: Organigramme d'Akwa Group ..................................................................- 7 - Figure 2: Situation géographique Tanger Med ......................................................- 11 - Figure 3: Liaisons maritimes ports marocains .......................................................- 12 - Figure 4: Terminal container 2 Tanger Med ..........................................................- 14 - Figure 5: Risque d'explosivité des éléments du terminal.......................................- 19 - Figure 6: La supply chain des GPL..........................................................................- 20 - Figure 7: Répartition des volumes emplis par les principaux emplisseurs .............- 22 - Figure 8: Parts des ventes des GPL conditionnés...................................................- 24 - Figure 9: Découpage géographique selon le centre emplisseur ............................- 27 - Figure 10: Nouveau découpage géographique selon le centre emplisseur............- 27 - Figure 11: Diagramme de Gantt du stage professionnel........................................- 31 - Figure 12: Schéma simplifié du réseau électrique .................................................- 33 - Figure 13: Architecture réseau Process.................................................................- 35 - Figure 14: Architecture réseau Sécurité ................................................................- 38 - Figure 15: Illustration simplifiée de l’architecture du réseau pneumatique ..........- 40 - Figure 16: Détecteurs Flamme & Gaz....................................................................- 41 - Figure 17: Armoire électrique avec capots............................................................- 43 - Figure 18: Types d'interconnexion des chemins de câbles ....................................- 44 - Figure 19: Règles de distance entre catégories de câbles......................................- 44 - Figure 20: Illustration simplifiée du processus de chargement..............................- 48 - Figure 21: Illustration simplifiée du precessus de remplissage..............................- 52 - Figure 22: Grafcet du fonctionnement normal pour le chargement du propane...- 63 - Figure 23: Grafcet du fonctionnement normal pour le chargement du butane.....- 64 - Figure 24: Grafcet du fonctionnement normal pour le remplissage......................- 66 - Figure 25: Configuration de l'automate Siemens S7-315F PN/DP..........................- 67 - Figure 26: Extrait du programme du processus de chargement en butane ...........- 67 - Figure 27: Extrait du programme du processus de chargement en propane.........- 68 -
  7. 7. vi Liste des tableaux Tableau 1: Fiche technique Afriquia Gaz .................................................................- 8 - Tableau 2: Droits du port Tanger Med ..................................................................- 13 - Tableau 3: Droit du port (horaires) Tanger Med....................................................- 13 - Tableau 4: Centres emplisseurs au Maroc.............................................................- 21 - Tableau 5: Consommation des centres emplisseurs du nord ................................- 25 - Tableau 6: Ventes annuelles des terminaux de stockage ......................................- 26 - Tableau 7: Ventes prévues pour le terminal de Tanger Med.................................- 28 - Tableau 8: Consommation en énergie des postes du terminal..............................- 33 - Tableau 9: Consommation en énergie du matériel informatique..........................- 34 - Tableau 10: Liste des capteurs pour processus de chargement.............................- 49 - Tableau 11: Liste des actionneurs processus de chargement................................- 50 - Tableau 12: Liste des capteurs pour processus de remplissage.............................- 53 - Tableau 13: Liste des actionneurs pour processus de remplissage........................- 54 - Tableau 14: Système de notation des critères d'analyse.......................................- 61 - Tableau 15: Pondération des critères....................................................................- 62 - Tableau 16: Sommes pondérées des solutions techniques pour le chargement ...- 63 - Tableau 17: Sommes pondérées des solutions techniques pour le remplissage....- 65 -
  8. 8. 1 Tables des matières Résumé i Abstract ii Dédicaces iii Remerciements iv Liste des figures v Liste des tableaux vi Table des matières 1 Introduction.......................................................................................................... - 4 - I. Présentation de l’entreprise et de l’environnement du stage professionnel - 5 - 1. AFRIQUIA GAZ, le pôle gaz d’Akwa Group ..................................................................- 6 - 1.1. Un peu d’histoire................................................................................................................... - 6 - 1.2. Organigramme de l’entreprise............................................................................................... - 7 - 1.3. Fiche technique Afriquia Gaz ................................................................................................. - 8 - 1.4. Perspectives d’Akwa Group ................................................................................................... - 8 - 2. Réglementation marocaine.................................................................................................- 9 - 2.1. Fixation des prix..................................................................................................................... - 9 - 2.2. Politique tarifaire et fiscale.................................................................................................. - 10 - 2.3. Stock de sécurité ................................................................................................................. - 10 - 2.4. Intervenants........................................................................................................................ - 11 - 3. Tanger Med, un atout stratégique ...................................................................................- 11 - 3.1. Situation géographique........................................................................................................ - 11 - 3.2. Frais portuaires.................................................................................................................... - 12 - 3.3. Infrastructures..................................................................................................................... - 14 - II. Projet de construction du nouveau terminal de stockage de Tanger Med - 16 - 1. Présentation du projet du terminal .................................................................................- 17 - 1.1. Présentation du projet......................................................................................................... - 17 -
  9. 9. 2 1.2. Contexte du projet............................................................................................................... - 17 - 1.3. Opérations requises............................................................................................................. - 18 - 1.4. Réglementations, normes et standards applicables.............................................................. - 18 - 1.5. Conditions Atmosphériques et Climatiques.......................................................................... - 19 - 1.6. Risque Explosivité................................................................................................................ - 19 - 2. La Supply chain.................................................................................................................- 20 - 2.1. Fournisseurs........................................................................................................................ - 20 - 2.2. Centres emplisseurs............................................................................................................. - 21 - 2.3. Terminaux de stockage........................................................................................................ - 23 - 2.4. Clients finaux....................................................................................................................... - 23 - 3. Bussiness case.....................................................................................................................- 24 - 3.1. L’objectif du projet .............................................................................................................. - 24 - 3.2. Clients futures ..................................................................................................................... - 25 - 3.3. Justification du projet.......................................................................................................... - 25 - 4. Cahier des charges du stage professionnel......................................................................- 28 - 4.1. Problématique..................................................................................................................... - 28 - 4.2. Contexte du stage................................................................................................................ - 29 - 4.3. Diagramme de Gantt ........................................................................................................... - 31 - III.Etude cahier des charges du projet............................................................. - 32 - 1. Travaux d’Electricité ........................................................................................................- 33 - 2. Travaux d’Automatisme...................................................................................................- 35 - 2.1. Automate Process et de chargement ................................................................................... - 35 - 2.2. Automate Sécurité............................................................................................................... - 38 - 3. Travaux de Pneumatique..................................................................................................- 39 - 4. Détection Feu & Gaz.........................................................................................................- 41 - 5. Spécifications électriques hors zone explosive................................................................- 42 - 5.1. Normes................................................................................................................................ - 42 - 5.2. Armoire............................................................................................................................... - 42 - IV. Propositions de solutions pour la gestion automatisée du terminal .......... - 45 - 1. Mission du stage et démarche adoptée ............................................................................- 46 - 1.1. Mission du stage professionnel............................................................................................ - 46 - 1.2. Démarche adoptée.............................................................................................................. - 47 - 2. Propositions de solutions ..................................................................................................- 48 -
  10. 10. 3 2.1. Cahier des charges pour le processus de chargement .......................................................... - 48 - 2.2. Cahier des charges pour le processus de remplissage .......................................................... - 52 - 2.3. Solutions proposées pour le processus de chargement........................................................ - 55 - 2.4. Solutions proposées pour le processus de remplissage........................................................ - 58 - 3. Comparaison des solutions techniques............................................................................- 60 - 3.1. Analyse pondérée................................................................................................................ - 60 - 3.2. Pour le processus de chargement ........................................................................................ - 62 - 3.3. Pour le processus de remplissage ........................................................................................ - 65 - 4. Programmation en langage Ladder avec Step7..............................................................- 67 - Conclusion & Perspectives................................................................................. - 69 -
  11. 11. - 4 - Introduction Le projet de construction d’un nouveau terminal de stockage GPL à proximité du port Tanger Med nécessite une attention particulière pour l’ensemble des travaux, notamment ceux d’Electricité, d’Instrumentation et d’Automatisme réalisés par CEGELEC. Dans ce sens, le maitre d’Ouvrage AFRIQUIA GAZ a mis en place une équipe pluridisciplinaire pour s’assurer de la qualité des travaux réalisés dans le temps alloué et pour apporter d’éventuelles modifications aux plans de base. La gestion des processus de chargement et de remplissage ne fait pas l’exception. Dans cette optique, ma mission s’inscrit dans le cadre de la proposition de solutions techniques pour la gestion automatisée du terminal. Afin d’accomplir le travail qui m’a été confié, j’ai adopté la démarche suivante: En premier lieu, une compréhension de l’environnement des GPL et du contexte du projet a été primordiale pour pouvoir définir les besoins d’AFRIQUIA GAZ en matière d’automatises à travers un travail d’analyse sur le cahier des charges du projet. Ensuite, des cahiers des charges pour les processus de chargement et de remplissage ont été réalisés pour proposer par la suite des solutions techniques de la gestion automatisée de ces processus. En troisième lieu, une étude comparative des différentes solutions a été menée, afin de retenir la solution optimale et ce en se basant sur un ensemble de critères d’analyse. Finalement, des Grafcet des solutions retenues ont été rédigé pour être programmés en Step7 sous Ladder.
  12. 12. - 5 - Premier chapitre Présentation de l’entreprise et de l’environnement du stage professionnel
  13. 13. - 6 - 1. AFRIQUIA GAZ, le pôle gaz d’Akwa Group 1.1. Un peu d’histoire 1932 Ahmed Ould Hadj AKHANNOUCH débuta son activité en commercialisant des produits pétroliers. 1959 Création de la première société de distribution de fuel, Afriquia SMDC, par Ahmed Ould Hadj AKHANNOUCH et Hadj Ahmed WAKRIM. Les débuts de la société se font avec seulement deux stations-service. 1965 Le groupe se diversifie avec la création d’un département gaz au sein de la société Afriquia SMDC, spécialisé dans le stockage, le conditionnement et la distribution de gaz GPL (propane et butane) sous la marque Afriquia Gaz. 1972 Signature d’un contrat de partenariat avec Elf Aquitaine relatif au marché des lubrifiants. Afriquia va pouvoir bénéficier d’un transfert de technologie important. 1976 Création de Maghreb Oxygène. La production d’oxygène de la nouvelle société sera nécessaire à la bonne connexion des pipelines de carburants. Années 80 Restructuration industrielle et développement d’un équipement de qualité, capable d’assurer une croissance importante de la structure. 1993 Séparation des métiers et des activités, à travers la création de deux filiales, Afriquia Management et Afriquia Logistique, destinées à s’occuper des tâches administratives et logistiques du reste du Groupe. Années 90 Consolidation du groupe vers son cœur de métier. 1994 Création de Akwa Holding, une structure légale et financière dotée d’un capital de 112 millions de dirhams, détenue à parts égales par les familles Akhannouch et Wakrim. Fin années 90 Diversification de l’activité avec prises de participations dans les secteurs des Technologies, Médias et Télécommunications (TMT).
  14. 14. - 7 - 2002 Akwa Holding change de dénomination et devient Akwa Group. 2005 Rapprochement entre Afriquia SMDC et Oismine Group, permettant à Akwa Group d’asseoir son leadership sur le marché des produits pétroliers au Maroc. Actuellement, Akwa Group est l’un des plus grands groupes industriels marocains. Il emploie plus de 2 000 personnes et détient 40 sociétés dont deux d’entres elles sont cotées sur la bourse de Casablanca: Afriquia Gaz et Maghreb Oxygène. 1.2. Organigramme de l’entreprise Figure 1: Organigramme d'Akwa Group
  15. 15. - 8 - 1.3. Fiche technique Afriquia Gaz Le tableau suivant présente quelques informations relatives à Afriquia Gaz : Tableau 1: Fiche technique Afriquia Gaz Dénomination sociale AFRIQUIA GAZ S.A. Siège social Rue Ibnou El Ouennane, Aîn Sebâa – Casablanca Siège administratif 139, Bd Moulay Ismail, Casablanca Téléphonie / Télécopie (212) 05 22 63 96 00 (212) 05 22 24 80 85 Site web www.afriquiagaz.com Forme juridique Société anonyme à conseil d’administration Date de constitution 1992 Durée de vie La durée de la société est fixée à 99 ans, sauf dissolution anticipée ou prorogation prévue par les statuts ou par la loi. N° Registre du commerce 68 545 Casablanca Exercice social Du 1er janvier au 31 décembre Capital social MAD 343 750 000 divisé en 3 437 500 actions de MAD 100 chacune au 31 décembre 2011. 1.4. Perspectives d’Akwa Group Le pôle GPL couvre l’ensemble de la chaîne de valeurs gazière, depuis la fabrication des bouteilles jusqu’à la distribution des GPL (Gaz de Pétrole Liquéfiés), en passant par l’emplissage et la fabrication de bouteilles et d’accessoires. A travers sa filiale Afriquia Gaz, le Pôle dispose de la plus grande capacité de stockage des sociétés gazières du pays. Par ailleurs, il détient plus de 46 % de parts de marché dans la distribution des GPL. Si ses marques (Afriquia Gaz, Tissir Gaz, National Gaz, Ultra Gaz, et Campingaz) ont su pénétrer des millions de foyers marocains pour les usages domestiques à travers le gaz conditionné, il n’en demeure pas moins que le Pôle offre une source d’énergie privilégiée pour l’industrie, l’agriculture ou d’autres secteurs comme l’hôtellerie et la restauration.
  16. 16. - 9 - Séduit par les perspectives offertes par le Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL) en tant qu’énergie alternative propre, Akwa Group ambitionne de développer des infrastructures de stockage, notamment par son projet structurant portant sur la réalisation d’un terminal de GPL à proximité de Tanger Med. Son objectif était clair : faire bénéficier les secteurs de la production électrique et de l’industrie des avantages qu’offrent les GPL en comparaison avec le charbon et le fuel et diversifier progressivement l’approvisionnement énergétique du pays. 2. Réglementation marocaine Considérant le rôle clé des GPL dans l’indépendance énergétique, le Maroc avait mis en place tout un système réglementaire afin de régir l’ensemble des activités liées à ce secteur, de l’importation à la distribution en passant par le stockage et l’emplissage. 2.1. Fixation des prix Quand on connait l’impact des produits énergétiques, notamment pétroliers, sur le plan économique et social, on comprend mieux la réglementation du secteur via la Caisse de Compensation qui régule les prix de vente. En effet, jusqu’au 31 décembre 1994, les prix du propane et du butane à la consommation étaient fixés par l’Etat déterminant ainsi des marges fixes pour les différents intervenants. Ce n’est qu’à partir de 1995 que l’Etat s’abstiendra de réglementer le propane, uniquement. Cette politique n’a pas couvert le butane qui est considéré produit de première nécessité et son prix de vente est régi par la structure officielle des prix fixée en général mensuellement par le Ministère de L’Energie et des Mines. Les prix de reprise du butane (prix de sorties des raffineries) sont indexés sur les cotations internationales de Rotterdam et sont calculés mensuellement, sur la base de la moyenne mensuelle des cours FOB MED et FOB SEA pondérés par le cours USD quotidien. Les prix de vente des centres emplisseurs varient mensuellement. Les centres se rémunèrent à travers une marge fixée par l’Etat.
  17. 17. - 10 - Les prix de vente des sociétés distributrices, des dépositaires grossistes et des détaillants sont maintenus constants grâce à la péréquation, qui consiste au financement par la Caisse de Compensation d’une aide à l’importation des produits pétroliers, permettant de maintenir fixes les marges des différents intervenants. Le régime des importations de GPL prévoit des comptes d’ajustement des prix d’importation (comptes de stabilisation des prix de la Caisse de Compensation) dans le cas où ces prix sont supérieurs au prix de reprise, afin de maintenir stable le prix de vente au public. 2.2. Politique tarifaire et fiscale Selon le produit, AFRIQUIA GAZ adopte une politique tarifaire et fiscale adaptée :  AFRIQUIA GAZ se conforme pleinement aux prix figurants au niveau de la structure des prix fixée mensuellement par le Ministère de l’Energie et des Mines quand il s’agit du butane ;  Néanmoins, lorsqu’il s’agit du propane, AFRIQUIA GAZ opte pour une politique libérale où le prix est fixé en fonction de l’offre et de la demande sur le marché national. 2.3. Stock de sécurité Compte tenu de l’importance du secteur de l’énergie pour l’économie marocaine, les compagnies d’hydrocarbures, conformément à la loi n° 009-71 du 12 octobre 1971, sont tenues de constituer un stock de sécurité qui répond aux règles suivantes :  En volume : Egal à 2,5 fois la moyenne mensuelle de leurs ventes en volume de l’année précédente pour tous les produits;  En valeur : les centres emplisseurs doivent détenir à une date donnée un stock dont la valeur doit être supérieure ou égale à la somme de la valeur initiale et de la marge spéciale à la même date. Le stock de sécurité reconstitué doit être détenu en permanence. Un contrôle périodique est effectué par des agents de l’Etat pour s’assurer du respect de cette réglementation.
  18. 18. - 11 - 2.4. Intervenants L’autorité de tutelle de l’ensemble des compagnies d’hydrocarbures au Maroc est représentée par le Ministère de l’Energie, des Mines de l’Eau et de l’Environnement. Il publie périodiquement la structure des prix qui fixe les prix de reprise et les marges pour chaque maillon de l’activité GPL. Le Ministère des Affaires Economiques et Générales quant à lui, il suit l’évolution et propose ou prend les dispositions nécessaires afin de garantir le bon fonctionnement du marché et de protéger le pouvoir d’achat du consommateur. Et par le biais de la Caisse de Compensation, le Ministère subventionne les prix des produits réglementés (butane conditionné et vrac) et finance les stocks de sécurité constitués par les opérateurs. Le Groupement des Pétroliers du Maroc a pour principale vocation la diffusion d’informations auprès des sociétés du secteur. Ainsi, il publie des statistiques mensuelles qui détaillent les ventes réalisées par chaque opérateur et leur répartition par types de produits : huiles moteurs, graisses et autres catégories. 3. Tanger Med, un atout stratégique 3.1. Situation géographique Le Port Tanger Med est situé à Ksar Al Majaz dans le nord du Maroc, à 22 km à l'est de Tanger et à 46 km au nord de Tétouan, sur le détroit de Gibraltar en Méditerranée. Il est situé à 14 km à peine des côtes espagnoles, et se trouve sur la voie de passage du commerce maritime mondial Est-Ouest entre l'Asie, l'Europe et l'Amérique du Nord. Figure 2: Situation géographique Tanger Med
  19. 19. - 12 - Le Port est situé sur la seconde voie maritime la plus fréquentée au monde, le détroit de Gibraltar avec plus de 100 000 bateaux par an. Son activité principale est le transbordement de conteneurs. Les porte-conteneurs géants débarquent leurs marchandises sans dévier de leur route et repartent aussitôt, à charge ensuite à de plus petits navires, ou feeders ships de desservir des ports de second ordre. Grâce à cette position stratégique, Tanger Med est devenu une plateforme logistique aux portes de l'Europe en jouant sur le fonctionnement de la production en juste-à-temps. Il est connecté à plus de 120 ports dans 50 pays au monde auxquels il est relié par des lignes régulières hebdomadaires. Figure 3: Liaisons maritimes ports marocains 3.2. Frais portuaires Le port de Tanger Med offre à travers sa Zone Franche Logistique conçue selon des standards de qualité internationaux s’étale sur une superficie, elle offre plusieurs avantages fiscaux et douaniers attractifs. Les ports Tanger Med 1 et Tanger Med 2 ainsi que le port des passagers, le terminal des hydrocarbures, la gare maritime proposent eux aussi des tarifs compétitifs dans le but de séduire le maximum de clients possible.
  20. 20. - 13 - Les droits de port du port Tanger Med 1 sont présentés ci-dessous (Les tarifs de 2015) : Tableau 2: Droits du port Tanger Med NB : Pour avoir les tarifs de 2016, il faut ajouter 2% à la valeur de 2015. Ceci est valable pour tous les tarifs qui suivront. Le droit du port sur navire est perçu forfaitairement pour tout type de navire transbordeur, selon un forfait horaire par catégorie du navire. Le décompte horaire débute et s’achève aux franchissements des passes d’entrée du port : Tableau 3: Droit du port (horaires) Tanger Med Le port propose également une multitude de services aux navires accostant sur ses quais comme le laminage, le pilotage ou encore le remorquage. Les tarifs du laminage sont calculés sur la base de la longueur hors tout en mètres et concernent les opérations d’amarrage ou de désamarrage des navires. Ils sont de 0,54 Euro par mètre linéaire et par opération pour les car ferry et les fast ferry faisant plus d’un escale par jour et de 1,08 Euro pour tout autre type de navires y compris les navires rouliers passagers faisant moins d’une escale par jour.
  21. 21. - 14 - D’autre part, la location de vedette suit la tarification suivante :  100 Euro l’heure à l’intérieur du port ;  175 Euro l’heure aux Zones de rage et de mouillage. 3.3. Infrastructures Le port de Tanger Med s’étale sur plus de 250 ha et est situé sur la seconde voie maritime la plus fréquentée au monde, le détroit de Gibraltar avec plus de 100 000 bateaux par an. Il est aussi classé top le top 50 des ports du monde (46°) et offre une multitude de services (Conteneurs, passagers, roulier, véhicules neufs, hydrocarbures, vrac). Par ailleurs, ses infrastructures déjà présentes justifient également le choix quant au lieu du projet de construction du terminal Tanger Med entretenu par Afriquia. Il faut noter aussi que le port de Tanger Med est un port en eau profonde avec une excellente situation géographique, ce qui permettrai entre autres aux grands navires de décharger facilement leurs cargaisons de GPL sur des quais prévus pour ce fait. Cette cargaison sera aussitôt véhiculée vers les 6 cigares de stockages dont la capacité de chacun est de 3 500 m3. Figure 4: Terminal container 2 Tanger Med
  22. 22. - 15 - Par ailleurs, le port de Tanger Med comprend plusieurs parties. Le port Tanger Med 1 contient un terminal ferroviaire, un terminal d’hydrocarbures de capacité de stockage de 500 000 TM, un port passager et roulier avec 8 postes à quai, 2 terminaux à voitures pour un total de 20 hectares, un terminal vraquier de 450 mètres de quai et 7 hectares et aussi 2 terminaux à conteneurs (T1 et T2), d'une capacité totale de 3 millions de conteneurs EVP en plus de plusieurs connexions ferroviaires pour les marchandises et pour les passagers. Comme conséquence de la demande accrue, une extension avait été pensée – Tanger Med 2. Ce port, lui aussi avec 2 terminaux à conteneurs (T3 et T4), offre une capacité supplémentaire de 5 millions de conteneurs EVP ; ce qui portera la capacité totale des deux ports réunis à 8,5 millions d’EVP. Il comprend également 1 600 m de quais et 78 ha de terre-pleins pour le T3 et 1 200 m de quais et 54 ha de terre-pleins pour le T4. En plus des deux ports (Tanger Med 1 et Tanger Med 2), on trouve également un port réservé aux passagers (Tanger Med Passagers) qui est doté de 8 postes à quai, de zones d’accès et d’inspections frontalières, de quais d’embarquements passagers et TIR, de zones de régulations, et d’une gare maritime. Tanger Med comprend aussi une Zone Franche Logistique est intégrée au port et dédiée aux activités logistiques à valeur ajoutée de groupage, de distribution et d’approvisionnement à l’échelle des flux intercontinentaux. Cette Zone Franche est une plateforme logistique et multimodale parmi les plus actives à l'échelle mondiale.
  23. 23. - 16 - Deuxième chapitre Projet de construction du nouveau terminal de stockage de Tanger Med
  24. 24. - 17 - 1. Présentation du projet du terminal 1.1. Présentation du projet A l’instar du terminal de Jorf Lasfar, et qui a renforcé la capacité de stockage national de 10%, le projet en cours de construction d’un terminal de stockage GPL au nord du royaume vient traduire encore une fois les ambitions d’Afriquia gaz à investir dans un le secteur des gaz. Les deux projets s’inscrivent dans le cadre d’une convention signée en 2008 entre le gouvernement et Afriquia Gaz. Le présent projet concerne la construction d’un terminal GPL à proximité du Port Tanger Med 1 pour le compte d’Afriquia Gaz. Le terminal aura pour fonction la réception et le stockage des GPL en provenance du poste de déchargement pétrolier N°2. Il servira également à charger les camions citernes en butane et en propane. La fonction de stockage est assurée par des cuves sous-talus d’une capacité de 3 500m3 chacune, les camions citernes se chargent dans trois postes de chargement. Le terminal s’approvisionne du poste de déchargement via un pipeline le liant au port d’une longueur totale de 4 800m. Un cahier des charges a été réalisé afin de définir les besoins du maitre d’ouvrage (Afriquia gaz) en matière de performance et de qualité. Les Entreprises assurant la réalisation du projet, doivent, entres autres, s’engager à concrétiser les spécifications préalablement prescrites dans le cahier des charges ; les travaux d’électricité, l’instrumentation, l’automatisme et la pneumatique du terminal GPL doivent être achevés dans les délais prédéfinis. 1.2. Contexte du projet Un bref aperçu de la carte de répartition des terminaux/centres d’emplissage révèle une problématique évidente de concentration. En effet, avec 2 des 5 terminaux se situant à la région Casablanca-Settat, la région domine presque 80% des ventes. Le terminal de Mohammedia assure l’approvisionnement de 8 centres dans la région Casablanca-Settat, 4 centres dans la région Fès- Meknes, 4 centres dans la région Tanger-Tétouan-Al Houceima en plus de 3 autres centres dont 2 à Errachidia. Il serait donc judicieux de réduire la charge supporté par le terminal de Mohammedia notamment en adoptant une politique de décentralisation.
  25. 25. - 18 - C’est dans cette optique que le projet du Terminal de Tanger Med vit le jour. En effet, malgré l’importante activité économique de la région de Tanger-Tétouan et sa dotation d’un port aux normes internationales, elle ne disposait jusqu’à présent d’aucun terminal capable de desservir les 4 centres de sa région et éventuellement d’autres centres dans les régions voisines. 1.3. Opérations requises Afriquia Gaz a fait appel à plusieurs entreprises de spécialité diverses. Chacune devant remplir les spécifications prescrites dans le cahier des charges. Pour les travaux d’électricité, de pneumatique, d’instrumentation et d’automatisme, l’entreprise aura à sa charge la totalité des travaux, elle devra par conséquent les opérations suivantes :  Préparation du chantier ;  Mise en œuvre de la distribution électrique du terminal ;  Raccordement électrique des équipements et des instruments du terminal ;  Fourniture et mise en œuvre du système automatique de chargement ;  Fourniture et mise en œuvre de l’automatisme Process & Sécurité ;  Fourniture et réalisation du maillage du réseau MALT ;  Fourniture et pose des protections anti-foudre. 1.4. Réglementations, normes et standards applicables L’Entreprise est censé avoir l'entière connaissance des lois, décrets, règlements, normes ou codes, Marocains ou étrangers, diffusion publique au Maroc et au lieu où est réalisée la construction, et de leur application aux prestations et fournitures qui lui sont confiées. De ce fait, l’Entrepreneur est tenu de se soumettre à toutes les obligations mises à sa charge par les lois, arrêtés et décrets en vigueur et au lieu où sont exécutés les travaux (législation du travail, demande d’ouverture de chantier, sécurité générale, hygiène du chantier) et de se conformer aux prescriptions du règlement de chantier.
  26. 26. - 19 - 1.5. Conditions Atmosphériques et Climatiques La situation géographique du port de Tanger Med veut que les conditions atmosphériques et climatiques ne soient pas très favorables dans cette région. L’Entreprise doit donc prendre connaissance du temps et des intempéries fréquentes. Le cahier des charges donne justement quelques informations :  Température maximum : + 44°C ;  Température minimum : - 5°C ;  Altitude : < 100 mètres ;  Humidité relative : max + 90% ;  Exposition au soleil et aux intempéries : oui, forts vents et pluies ;  Exposition saline. 1.6. Risque Explosivité En plus du risque permanent de fuites difficilement détectables à cause de la nature des GPL (inodore et plus massive que l’air), le site et les produits stockés peuvent aisément provoquer à tout instant un incendie voire même une explosion si les travaux ne sont pas réalisés dans les règles de l’art. Le schéma suivant présente le classement des zones explosives sur le site : Figure 5: Risque d'explosivité des éléments du terminal
  27. 27. - 20 - 2. La Supply chain Les GPL sont transportés depuis les raffineries jusqu’aux terminaux de stockage à travers des navires GPL, ils sont par la suite chargés vers les centres emplisseurs. Ce n’est qu’après emplissage que les bouteilles de propane et de butane sont livrées aux distributeurs qui assurent la distribution et la commercialisation. Figure 6: La supply chain des GPL 2.1. Fournisseurs Le Maroc étant principalement importateur des GPL, a choisi de diversifier ses sources dans le but d’assurer une certaine indépendance vis-à-vis des sociétés exportatrices. En effet, le Maroc importe ses besoins en GPL depuis des pays africains comme l’Algérie et le Nigéria, mais aussi depuis l’Europe, les États-Unis d’Amérique, la Mer Noire et l’Amérique latine. La diversité géographique des sources permet la diminution considérable de l’impact des aléas souvent imprévisibles liés à la politique, aux conditions météorologiques, aux conflits internationaux … Les GLP sont par la suite réceptionnés par une trentaine de sociétés dont AFRIQUIA GAZ, LASFAR GAZ et SHELL sont les principaux importateurs de propane avec respectivement des parts de marché de 69%, 21% et 7% (Statistiques 2012, Source : MEMEE). Pour le butane on retrouve pour la même année les entreprises AFRIQUIA GAZ, SALAM GAZ et GAZARFICA dont les parts sont respectivement 30%, 27% et 9%.
  28. 28. - 21 - 2.2. Centres emplisseurs L’emplissage est une activité consistant à emplir des bouteilles de produits comme le butane et le propane pour le compte de sociétés distributrices. Il existe aujourd’hui au Maroc 36 centres emplisseurs répartis sur l’ensemble du territoire et détenus par une vingtaine de sociétés. SALAM Gaz reste de loin l’acteur le plus important dans le secteur de l’emplissage avec 34% des centres à son actif, totalisant ainsi 12 centres à travers le pays et suivi par AFRIQUIA Gaz et SHELL qui détiennent respectivement 4 et 3 centres, viennent ensuite GAZAFRIC, MAGHREB Gaz et DIMAGAZ ayant chacun 2 centres. Le tableau suivant représente les différents emplisseurs au Maroc avec nombre de centres : Tableau 4: Centres emplisseurs au Maroc Par ailleurs, les formats des bouteilles sont standardisés pour des raisons de commodité et se répartissent selon 3 charges pour le butane (4 kg, 6kg et 12 kg) en plus d’un format de 34kg réservé au propane.
  29. 29. - 22 - La période s’étalant de 2012 à 2014 a connu une nette progression de 3,9% de l’activité nationale d’emplissage pour atteindre 2.1 millions de TM en 2014. Bien évidemment, cette progression est due principalement à l’augmentation de la demande de la part des distributeurs de GPL conditionné qui suivent à la tendance de l’augmentation des ventes de butane et de propane conditionnés. Les graphiques ci-dessous présentent la répartition des volumes emplis par les principaux emplisseurs du Royaume en 2013 (à gauche) et en 2014 (à droite) : Figure 7: Répartition des volumes emplis par les principaux emplisseurs Bien qu’Afriquia Gaz et les autres centres contrôlés par AKWA Group détiennent une part de marché de 41,5% en 2014, ce pourcentage reste inférieur à celui atteint en 2013 (42,8%), soit une baisse de 1,3% en faveur des autres acteurs du marché. SALAM GAZ subit à son tour une perte de part de marché estimée à 1,6%, passant de 30,7% en 2013 à 29,1% en 2014. En contrepartie, Vivo Energy enregistre une faible progression et passe de 8,6% en 2013 à 8,7% en 2014 de la part du marché, de même pour les autres groupes qui progressent de 1,8% en une année passant de 13,7% à 15,5%.
  30. 30. - 23 - 2.3. Terminaux de stockage Avant d’arriver aux centres d’emplissage, les GPL sont stockés en premier lieu dans des terminaux de stockage. Au total, il y a 5 terminaux dont 4 sur la côte atlantique et une sur la méditerranée. Leur situation à proximité des côtes favorise un déchargement plutôt rentable des navires porteurs via des pipelines sans avoir recours au transport terrestre, souvent comportant plus de risque. La capacité de l’ensemble des terminaux de stockage s’élève à 2 200 000 TM dont plus de la moitié (1 200 000 TM) rien que pour le terminal de Mohammedia, suivi par Jorf Lasfar avec une capacité de 500 000 TM puis le terminal d’Agadir avec 200 000 TM, après en quatrième position on trouve le terminal de Nador avec 180 000 TM et enfin le terminal de Laayoune avec une capacité de 25 000 TM. 2.4. Clients finaux Les clients finaux sont les distributeurs de GPL qui assurent la distribution et la commercialisation des produits finaux à savoir le butane et avec une proportion moins importante pour le butane. Plusieurs distributeurs notamment ceux avec les parts du marché les plus importantes sont détenus par la société-mère qui possède aussi des centres d’emplissage (AFRIQUIA GAZ, TOTAL), néanmoins il existe aussi des entreprises exclusivement spécialisées dans la distribution. Les principaux opérateurs exerçant dans le secteur de la distribution des GPL sont Groupe Afriquia Gaz, Total, Vivo Energy et ZIZ. Bien entendu, les uns ont des parts plus importantes que d’autres selon la nature du gaz commercialisé. Cependant, pour le butane comme pour le propane le Groupe Afriquia Gaz reste de loin le leader dans ce secteur avec 44,6% de part de marché pour le butane conditionné et 69,1% pour le propane conditionné. Pour le butane, Afriquia est suivi de Total et Vivo Energy avec un peu plus de 12% chacune, ensuite ZIZ avec 11,5% suivie par DIMA Gaz avec 9,4%. En ce qui concerne le propane c’est toujours Vivo Energy qui vient en deuxième position avec 18,9% suivie par Total avec 5,1% comme part du marché et Petrom avec 2,9%.
  31. 31. - 24 - Les graphiques suivants explicitent les parts des ventes des GPL conditionnés des différentes sociétés à la date du 31 Décembre 2014 : Figure 8: Parts des ventes des GPL conditionnés 3. Bussiness case 3.1. L’objectif du projet Le projet de construction du terminal de stockage du butane et de propane à proximité du port Tanger Med, s’inscrit dans une politique plus générale adoptée par Afriquia Gaz visant à investir plus dans le domaine des GPL considérant son importance croissante. C’est un domaine du futur, en effet le Maroc satisfait ses besoins énergie principalement du pétrole et du charbon et la contribution des GPL peine à atteindre les 10%. Si on sait que le royaume se dirige de plus en plus vers les énergies propres tels que le solaire et les éoliennes, on comprend mieux le choix des GPL largement moins polluants que leurs congénères. D’autre part, l’installation d’un nouveau terminal augmentera la capacité de stockage nationale et par la même occasion améliorera la sécurité énergétique.
  32. 32. - 25 - De plus, Afriquia Gaz anticipe une potentielle libération du marché de butane à l’instar de celui du propane, l’organisation suivant l’offre viendra alors confirmer la décision du lancement du projet. 3.2. Clients futures Comme précédemment mentionné, la réglementation marocaine prévoit que les centres emplisseurs doivent l’approvisionnement du terminal le plus proche, toujours dans un souci environnemental. Cette mesure n’affecte en aucun cas la compétitivité des centres emplisseurs puisque le prix de la tonne de butane est identique pour tous les terminaux. Dans cette configuration, le terminal de Tanger Med aura 5 centres emplisseurs pour clients : Centre de Tanger, centre de Tétouan, centre de Souk Labraa, centre de Laarache et centre de Sidi Kacem, ils consomment annuellement un peu plus de 280 000 T. Tableau 5: Consommation des centres emplisseurs du nord Centre emplisseur Consommation annuelle (en T) Consommation mensuelle (en T) Tanger 51 836 4 320 Tétouan 56 123 4 677 Larache 24 644 2 054 Sidi Kacem 38 495 3 208 Souk Larbaa 114 661 9 555 Totaux 285 759 23 813 3.3. Justification du projet Comme précédemment mentionné, le Maroc dispose de 5 terminaux de stockage GPL et de 36 centres d’emplissage GPL répartis sur tout le territoire du Royaume. Une estimation des ventes, réalisée sur l’année 2014, stipule que les terminaux fournissent annuellement environ 2 105 000 TM aux centres emplisseurs, qui eux vendent à peu près 2 086 664 TM sur la même période.
  33. 33. - 26 - Le tableau suivant donne les ventes réalisées par les terminaux : Tableau 6: Ventes annuelles des terminaux de stockage Terminal de stockage Ventes en TM Mohammedia 1 200 000 Jarf Lasfar 500 000 Agadir 200 000 Nador 180 000 Laayoune 25 000 Total 2 105 000 On comparant les ventes annuelles des terminaux de stockage avec les 280 000 T demandées par les centres emplisseurs de la région du nord, on peut trancher quant à la pertinence du projet. En effet, lors de la soumission de l’option du statu quo (ne pas agir) on remarque clairement qu’il y a un marché attrayant à conquérir sans compter l’augmentation de la sécurité énergétique du royaume de trois jours pour la totalité du besoin national. Il est alors plus judicieux de se lancer dans le projet que de ne pas le faire. Par ailleurs, la politique de l’approvisionnement du terminal le plus proche impose un découpage géographique du Maroc selon le terminal approvisionneur. La chaine logistique est ainsi composée de 5 réseaux indépendants et donc de 5 régions.
  34. 34. - 27 - La figure suivante illustre la répartition des terminaux, des centres emplisseurs clients et le découpage géographique selon le terminal source : Figure 9: Découpage géographique selon le centre emplisseur Avec l’émergence du terminal de Tanger Med, la configuration logistique actuelle sera modifiée, les centres emplisseurs du nord ne seront plus contraints de s’approvisionner du terminal de Mohammedia, le trafic routier lié au transport des GPL connaitra un changement positif vu qu’il deviendra plus local et donc moins encombrant. Le nouveau découpage après finalisation du terminal Tanger Med serait donc de la façon suivante : Figure 10: Nouveau découpage géographique selon le centre emplisseur
  35. 35. - 28 - Le terminal devrait, selon les estimations et selon les centres clients actuels, atteindre d’ici 2017 des ventes des GPL atteignant 600 000 TM annuel. Le tableau suivant, donne les ventes annuelles, mensuelles et journalières approximatives prévu pour le terminal : Tableau 7: Ventes prévues pour le terminal de Tanger Med Ventes annuelles 600 000 TM Ventes mensuelles 50 000 TM Ventes journalières (dont 313 jours ouvrables) 1 900 TM D’autre part, le transport des GPL jusqu’aux centres d’emplissage se fait via des camions citernes dont la capacité avoisine les 20 TM ; aussi la connaissance du nombre des camions qui arriveront sur le site quotidiennement est primordiale pour des raisons évidentes de logistique et d’organisation. Ainsi, en se basant sur les ventes journalières, nous pourrons conclure que le site accueillera 95 camions chaque jour pour transporter les 1 900 TM. 4. Cahier des charges du stage professionnel 4.1. Problématique Afriquia Gaz construit un terminal de stockage des GPL à proximité du port Tanger Med, pour ce faire elle adopte un cahier des charges élaboré par un bureau d’ingénierie en France (FIP). Le cahier des charges détermine les responsabilités de l’entreprise allant assurer les travaux d’électricité, de pneumatique et d’automatisme. Il met l’accent sur l’importance d’une consultation du maitre d’Ouvrage afin de trouver un consensus impliquant à la fois le savoir-faire de Cegelec et l’expérience d’Afriquia Gaz (Terminal de Jarf Lasfar). C’est dans ce sens que s’inscrit ma mission pendant le stage professionnel qui consiste à proposer des solutions techniques de gestion automatisée, de retenir les solutions les plus adaptées via une étude comparative et enfin d’écrire les solutions sous forme de Grafcet pour les traduire en Ladder tout en gardant un œil attentif sur les spécifications du cahier des charges du projet du terminal.
  36. 36. - 29 - 4.2. Contexte du stage Comme étant un futur ingénieur, je me suis appuyé sur des analyses pour traiter le sujet de stage. Ces analyses visent à assurer le bon déroulement de mon stage PFE. Dans cette partie de ce rapport, je vais présenter d’une part le cahier de charge du projet, tout en abordant les contraintes et les spécifications comme exprimées par l’organisme d’accueil. D’autre part, je vais décrire les méthodes utilisées, ainsi que le planning suivi pour la réalisation de ce projet.  Objet de travail Titre : «Propositions de solutions pour la Gestion automatisée du terminal de stockage des GPL de Tanger Med».  Caractéristiques  Fonctionnel: Réponse aux besoins d’Afriquia Gaz; maximiser la performance du terminal.  Technique: Maîtrise des fonctionnalités des équipements du terminal: instrumentales, pneumatiques, automatiques.  Organisationnel : Respect du cahier des charges du projet du terminal.  Délais : Respect de la durée du stage.  Acteurs du projet  Maitre d’œuvre : Ecole Nationale des Sciences Appliquées (ENSA de Tétouan), Filière Ingénierie Mécatronique, représentée par : BENDAOU Mourad élève ingénieur à l’ENSA de Tétouan. Avec le suivi et l’encadrement de : M. KHAMLICHI Abdellatif, Enseignent chercheur à l’ENSA de Tétouan (encadrant pédagogique).
  37. 37. - 30 -  Maitre d’ouvrage : Le maître d’ouvrage est la société AFRIQUIA GAZ qui est une société de vente et de distribution des GPL au Maroc, présentée par : M. DEBBAGH Ibrahim, Chef de projet du terminal (encadrant professionnel). M. AFAILAL Mohammed, Futur chef du terminal.  Contexte pédagogique Dans le cadre de ma formation d’ingénieur d’état, j’ai été amené à effectuer un stage professionnel en entreprise pendant le dernier semestre du cursus de ma formation, durant lequel j’ai eu l’occasion réaliser un projet à vocation industrielle et organisationnelle. Au cours de ce projet, j’ai pu mettre en œuvre les connaissances et compétences acquises durant ma formation, afin d’accomplir les missions qui m’ont été confiées par l’entreprise, et aussi pour résoudre l’ensemble des difficultés rencontrées lors du travail.  Besoins exprimés par le maitre d’ouvrage  Identifier les besoins de Cegelec ;  Minimiser le temps de réalisation du projet ;  Maximiser la performance des systèmes de chargement et de remplissage ;  Choisir judicieusement les éléments de l’instrumentation ;  Proposer une solution optimum d’automatisation et d’administration.  Identification des techniques  Outils de gestion et de planification du projet (GANTT) ;  Graphe Fonctionnel de Commande des Étapes et Transitions (Grafcet) ;  Siemens Step7.
  38. 38. - 31 - 4.3. Diagramme de Gantt Pour arriver à mes fins et pouvoir effectuer le travail qu’on m’a confié durant ce projet, j’ai élaboré un plan d’action sous forme d’un diagramme de GANTT dans lequel j’ai désigné et ordonnancé les tâches de ce projet. Par ailleurs, j’ai estimé les charges et j’ai mobilisé tous les profils nécessaires à sa réalisation. Ce planning est schématisé dans la figure suivante : Figure 11: Diagramme de Gantt du stage professionnel
  39. 39. - 32 - Troisième chapitre Etude cahier des charges du projet
  40. 40. - 33 - 1. Travaux d’Electricité Le terminal doit contenir un réseau électrique capable de satisfaire les besoins en énergie électrique, et de desservir des courants électriques pour les différents postes selon leur nature. Pour ce faire, on donne un bilan de puissance sommaire de l’installation : Tableau 8: Consommation en énergie des postes du terminal Toutes les installations du terminal ne sont pas électriques ; plusieurs d’entre-elles sont électroniques, et nécessitent donc des courants de basse tension. C’est justement pour cette raison que le terminal comprend une armoire T.G.B.T (Tableau Général Basse Tension) qui assure la fonction de distribution et de gestion d’énergie, il occupe une place centrale dans le réseau électrique : Figure 12: Schéma simplifié du réseau électrique
  41. 41. - 34 - L’entreprise doit s’assurer que l’assembleur de l’armoire doit obtenir du constructeur, SCHNEIDER ELECTRIC ou équivalent, toutes les garanties, en particulier la Classification ensemble de série imposée selon le cas. Elle doit aussi assurer la fourniture, la pose et le raccordement des armoires de distribution nécessaires dans les Bâtiments Technique et Administratif, la Pomperie et les locaux DCI et Technique. L’entrepreneur, fournira, posera et raccordera, également, un onduleur de type Online d’une puissance minimum de 6kVa sous 230V avec communication Ethernet, dans le local TGBT. Il alimentera les ordinateurs, les écrans, les automates et les appareils électroniques de l’installation. De sa part, Afriquia Gaz aura à fournir et à poser un groupe Electrogène de type Diesel, et d’une puissance de 400 kVa avec démarrage manuel ou automatique sur ordre extérieur. Il disposera d’un coffret de commande pour l’affichage des données et défauts du groupe, le lien avec l’automate Process/sécurité et Poste Transformateur. Le groupe Electrogène prendra le relais du Poste Transformateur en cas de défaut. La consommation de l’énergie est une donnée essentielle, le tableau suivant propose une estimation de la consommation des éléments sous onduleur : Tableau 9: Consommation en énergie du matériel informatique
  42. 42. - 35 - 2. Travaux d’Automatisme Le stockage des GPL n’est jamais sans risque. Un dispositif incorrectement installé peut avoir des conséquences désastreuses, humaines et matérielles, et ceci à cause de la nature explosive des GPL. A ce titre, l’automatisme Process et de Chargement et l’automatisme de sécurité (Gestion DCI et Feu &Gaz) doivent fonctionner d’une manière indépendante. L’entreprise aura à sa charge la mise en œuvre des 2 systèmes, ceci comprendra la fourniture, la pose, le raccordement, et la mise en service de tous les éléments y compris le développement des programmes automate avec une mise en œuvre de la supervision des parties Process et Sécurité. 2.1. Automate Process et de chargement Le réseau automate Process (chargement) sera doté de vannes équipées d’actionneurs pneumatiques de type monostable, de 3 pompes équipées de démarreur Electronique de marque Schneider type ATS48 ou équivalent, d’un compresseur GPL équipé d’un variateur de marque Schneider type ATV71 ou équivalent avec sortie analogique permettant la modification de la consigne de vitesse, et de pompes de chargement. L’architecture du réseau Process sera de la forme suivante : Figure 13: Architecture réseau Process
  43. 43. - 36 - L’automate Process sera de marque Siemens, série S7-315F PN/DP ou équivalent. Il s’agira d’un automate de sécurité. L’automate disposera donc d’une communication Ethernet dédiée à la supervision, et d’un réseau Profibus ou équivalent permettant de dialoguer avec 2 modules déportés (type ET200S ou équivalent). Un module déporté se situera à proximité des cuves de stockage dans une enveloppe adaptée, l’autre module sera situé dans le local pompe. Le développement du programme, de la supervision (Arrêt/Marche et Process) ainsi que celui des bases de données devrait être assuré par l’Entreprise, tout en consultant le maitre d’ouvrage Afriquia Gaz. De même, elle devra effectuer l’asservissement du débit via le pilotage des vannes de régulation et la programmation des alarmes bloquantes. A l’entrée du terminal, les chauffeurs doivent présenter leurs badges qui contiendraient des informations relatives au chauffeur (Permis de conduire…), au tracteur (visite technique, Poids…) et à la citerne (Poids citerne vide, Code…) enregistrées sur la base de données. Un système par pont- bascule est utilisé aux postes de chargement. Depuis son admission jusqu’à sa sortie, le chauffeur doit passer par 5 Hold Points où il serait principalement question de vérifier la conformité du chauffeur, du tracteur et de la citerne. Le chauffeur doit à tout moment être muni de son badge, indispensable dans les 5 Hold Points. Principe de fonctionnement du programme : Le programme devra assurer le cycle de chargement automatiquement tout en laissant à l’opérateur la possibilité d’arrêter le mode automatique, à tout moment. Pour ce faire, il doit appuyer sur le bouton « arrêt » du boitier de commande. Lorsqu’une séquence est en cours d’évolution, cette dernière se termine instantanément via la séquence automatique d’arrêt pour revenir en « étape initiale ». L’opérateur peut alors reprendre le cycle automatique de chargement jusqu’à atteindre la consigne de poids en relançant la séquence via le bouton poussoir de marche, et si les conditions de sécurité et du système de pesage sont correctes. Toutefois, un arrêt de la séquence sur un interlock de sécurité ou un défaut électrique d’une vanne, ou un défaut électrique d’un variateur ou un défaut de pesage déclenche l’information « chargement terminé avec abandon ».
  44. 44. - 37 - Le cycle de chargement n’est pas lancé seul lorsqu’on appuie sur le bouton de marche ; le cycle de temporisation « hommemort » est lancé simultanément. En effet, après une période de temporisation de 5 min des signaux visuel et sonore avertissent le chauffeur qu’il dispose de 2 min pour lancer le chargement. Le chargement des citernes s’effectue via une pompe d’un débit de 250 m3/h. Cependant, une vitesse moins importante est employée au début de chaque cycle. Lorsqu’on est proche de la consigne désirée, cette même vitesse est adoptée avant que le système de chargement ne cesse d’envoyer de consigne pour signaler l’arrêt du chargement. A ce moment, le variateur se coupe et la vanne se ferme, puis une information «Chargement terminé» est envoyé au système de pesage lorsque le bras est déconnecté. Une nouvelle prise de poids est effectuée après stabilisation du pont-bascule. Enfin, le système de pesage enregistre dans sa mémoire toutes les données saisies par l’opérateur en début de cycle afin d’imprimer le ticket métrologique. D’autre part, les arrêts d’urgence et les capteurs critiques seront raccordés sur des entrées de sécurité. Le langage à contact sera utilisé pour les fonctions et équations de sécurités. Programme supervision Process : Sur le pupitre, un bandeau de navigation pour l’accès aux différentes pages ainsi qu’un bandeau d’alarmes doivent figurer en permanence. Un synoptique général permettra de voir l’ensemble du Process sur une seule vue. L’état des vannes et pompes, ainsi que l’état de tous les capteurs seront indiqués. Les commandes de chargement et de déchargement seront également disponibles sur la vue principale. Un mode manuel, sera disponible pour les essais et la maintenance. Celui-ci permettra de piloter chacun des éléments de manières indépendantes (vannes et pompes).
  45. 45. - 38 - 2.2. Automate Sécurité Le réseau automate Sécurité sera doté d’une Motopompe horizontale avec un débit de 250 m3/h et une puissance de 160 kW, d’une Electropompe verticale avec un débit de 250 m3/h et une puissance de 110 kW, et enfin d’une pompe Jocket avec un débit de 25 m3/h et une puissance de 15 kW en plus de 10 vannes DCI de type électrovannes. L’architecture du réseau Sécurité sera de la forme suivante : Figure 14: Architecture réseau Sécurité L’automate de sécurité sera de marque Siemens, série IM151F PN/DP ou équivalent. L’automate disposera d’une communication Ethernet dédiée à la supervision. Les entrées et sorties seront raccordées sur des cartes de sécurité. Il gérera les trois pompes incendie et les vannes DCI. Le réseau Ethernet sera équipé de parafoudres adaptés de type Phoenix ou équivalent. Le groupe Motopompe et le Suppresseur, constituants des pompes DCI, démarrent lors du déclenchement d’une alarme. De plus, un groupe Electropompe est prévu comme secours du groupe Motopompe.
  46. 46. - 39 - L’ouverture et la fermeture des vannes, des pompes et du Suppresseur doivent être possibles depuis la supervision, dont la vue principale présentera sous forme de synoptique le réseau DCI et donnera un maximum d’informations (Niveau haut cuve réserve d’eau, commandes manuelles pompes …) 3. Travaux de Pneumatique Les éléments pneumatiques sont au cœur de l’opération du chargement qui, est assurée par toute une panoplie de vannes de différentes tailles. Elles sont, par ailleurs, toutes connectées à un réseau d’air comprimé que l’Entreprise aura à sa charge. Ce dernier comprendra en plus de l’ensemble compresseur :  Un Sécheur d’air ;  Un Réservoir d’air comprimé galvanisé de 500L ;  Un Séparateur cyclone ;  Un Filtre fin (préfiltre) ;  Un Filtre Submicronique (déshuileur) ;  Des Vannes manuelles arrêt et by-pass ;  Un Régulateur avec manomètre ;  Une Vanne de coupure ;  Un Pressostat (information automate Process). Le système pneumatique comprendra 2 compresseurs qui seront en liaison par communication et qui fonctionneront de manière alternée. En cas de défaillance du compresseur en route ou si la pression vient à baisser, le compresseur en secours démarrera à son tour. Les deux compresseurs et leurs équipements se situeront dans le local incendie. Ceux-ci serviront uniquement au pilotage des vannes Process. Des platines sur lesquelles seront montés les distributeurs, filtres et régulateurs, seront placées à proximité des vannes à piloter.
  47. 47. - 40 - Une illustration simplifiée de l’architecture du réseau pneumatique est présentée dans la figure ci- dessous : Figure 15: Illustration simplifiée de l’architecture du réseau pneumatique Afriquia Gaz devra fournir un compresseur d’air de marque Renner ou équivalent de puissance 11 Kw et de type RS11 avec régulation électropneumatique continue avec temporisation. Le compresseur comprendra un module de gestion et contrôle en plus d’un autre module dédié à la communication entre les compresseurs. Un sécheur d’air d’une puissance de 400 Watts et d’un débit de 2,5 m3/min avec une alimentation 230 VAC doit également être fourni par Afriquia Gaz tout comme les actionneurs pneumatiques et accessoires. Ces derniers seront compatible pour une utilisation en environnement on shore et offshore, avec une exposition saline, poussiéreuse ou corrosive. Tous les équipements (hors local incendie comprenant le compresseur), seront certifiés suivants les normes Européennes de classification en zones dangereuses groupe de gaz IIB, température classe T2 minimum, et degré de protection IP 65 minimum. Les actionneurs pneumatiques seront de type monostable (simple effet). Un indicateur visuel de position de l’ensemble de la course actionneur/robinet sera présent.
  48. 48. - 41 - 4. Détection Feu & Gaz La détection précaire d’un feu ou d’une fuite de gaz limiterait considérablement les risques d’explosion et d’asphyxie si celles-ci venaient à se produire. Et considérant la nature du terminal (Plusieurs zones à risque explosion), il est indispensable de mettre en place les détecteurs convenables. L’Entreprise aura à sa charge la fourniture, la pose, le raccordement et la mise en service de 9 détecteurs au niveau du PCC (3 de flamme triple IR, 3 de gaz et 3 manuels type brises-glace), de 14 au niveau des cuves (6 de flamme triple IR, 6 de gaz et 2 manuels type brises-glace) et de 3 au niveau de la pomperie (1 de flamme triple IR, 1 de gaz et 1 manuels type brises-glace). Figure 16: Détecteurs Flamme & Gaz Le local technique quant à lui contient 1 centrale de détection gaz et flamme type Simtronics, 1 détecteur manuel type brises-glace et une alarme sonore. La centrale incendie, qui comprendra 1 détecteur manuel type brises-glace et 3 alarmes sonores, sera de marque Simtronics ECHO ou Honeywell ESSER. Elle permettra la gestion des détecteurs gaz et flammes, des déclencheurs manuels et diffuseurs sonores. Des contacts sec permettront de faire le lien entre la centrale incendie et l’automate de sécurité. Enfin, la pose et le raccordement des détecteurs gaz, flamme et manuel est un devoir de l’Entreprise. Elle doit également le câblage de l’ensemble des détecteurs à la centrale de détection gaz et flamme.
  49. 49. - 42 - 5. Spécifications électriques hors zone explosive 5.1. Normes Les installations électriques ainsi que le matériel doivent être conformes avec les lois, décrets et arrêtés, et répondre à un ensemble d’exigences en l’occurrence les normes UTE et NFC (NF C 32-102.4 : Section des câbles, NF C 13-200 : Postes de livraison …). Une référence à la norme NF EN 60079-14 – norme applicable aux installations électriques dans des atmosphères explosives et gazeuses – sera faite pour la sélection et le montage. De plus, des règles concernant les protections (utilisation des appareils à coupure 2P2D au minimum), concernant les câbles (Imposition des câbles en cuivre), concernant les circuits (respect des chutes de tension maximum) et enfin concernant l’optimisation (respect d’un rapport IZ/IB de 30%, équilibrage des phases) doivent être respectées. 5.2. Armoire L’Entreprise fera usage d’armoires de type juxtaposable qui devront être montées avec des joints et des fixations mécaniques. Elles seront équipées d’anneaux de levage et une pochette à plan métallique sera placée dans la cellule dont laquelle se trouve l’automate. Les matériels électriques seront montés sur rails symétriques ou asymétriques fixés sur montants verticaux. Ils seront disposés suivant les implantations fournies avec le schéma électrique. Les câbles de commande (section de 1,5 à 35 mm²) seront raccordés sur les bornes, tandis que les câbles de puissance (section supérieur à 35 mm²) seront raccordés, généralement, sur des plages de cuivre sur les contacteurs ou les démarreurs. Les câbles Vert/Jaune de terre seront raccordés sur la barre de terre à l’aide d’un trou réalisé sur elle. Les entrées de câbles de puissance dans l’armoire se feront uniquement par le bas de l’armoire. Les câbles entreront par plaques passe-câbles type balai placées au bas de l’armoire. D’autre part, la protection doit être rigoureuse contre les contacts indirects où l’ensemble des jeux de barres non protégés par capots doivent être protégés par des capotages de type PVC. La montée au jeu de barres général ainsi que ce dernier placé dans la partie supérieure de l’armoire doit être capoté par des plaques plexi transparente fixées par des tiges filetées et écrous borgnes.
  50. 50. - 43 - Sur les contacteurs, on réalise de grands capots en plexi transparent fixés par tige filetée dans le but de protéger ses jeux de barres. Figure 17: Armoire électrique avec capots Câbles Le cuivre reste le matériau à utiliser pour les conducteurs des câbles. Leurs diamètres individuels ne doit pas être inférieur à 0,1 mm dans les emplacements dangereux. Ceci s’applique également à chacun des brins dans le cas d’un conducteur multibrins. Les câbles de puissance utilisés pour les moteurs seront armés. Les conducteurs intrinsèques doivent répondre à des critères de sécurité :  Les conducteurs des circuits de sécurité intrinsèque et ceux des circuits qui ne sont pas de sécurité intrinsèque ne doivent pas faire partie d’un même câble ;  Les câbles comportant des circuits de sécurité intrinsèque seront séparés de tous les câbles qui ne sont pas de sécurité intrinsèque ;
  51. 51. - 44 -  L’épaisseur radiale de l’isolement du conducteur doit être appropriée au diamètre du conducteur et à la nature de l’isolant. L’épaisseur radiale ne pourra être inférieure à 0,2 mm ;  L’isolement du conducteur doit être tel qu’il soit capable de supporter une tension alternative d’essai efficace égale à deux fois la tension nominale du circuit de sécurité intrinsèque, et au moins égale à 500 V. D’autre part, tous les chemins de câbles doivent être interconnectés entre eux mécaniquement de l’une des manières suivantes : Figure 18: Types d'interconnexion des chemins de câbles Ces brins serviront pas la suite à contenir les câbles qui, se divisent en 4 catégories. Il convient donc de connaitre les caractéristiques de chaque catégorie afin d’éviter le risque de perturbation par diaphonie, quitte à augmenter au maximum la distance entre les câbles et diminuer la longueur des tronçons de câbles parallèles. Les câbles de même catégorie peuvent être posés en faisceau ou directement côte à côte sur un même trajet de câble. Les distances à respecter sont données ci- dessous : Figure 19: Règles de distance entre catégories de câbles
  52. 52. - 45 - Quatrième chapitre Propositions de solutions pour la gestion automatisée du terminal
  53. 53. - 46 - 1. Mission du stage et démarche adoptée 1.1. Mission du stage professionnel Afriquia Gaz s’est toujours montrée leader dans le domaine des GPL et ceci depuis sa création en 1992. Sa proactivité et sa tendance vers l’innovation auront payés dans le passé, elle continue donc dans sa vision en lançant le projet de construction d’un nouveau terminal de stockage des GPL. Faisant de la qualité et la durabilité ses principaux piliers, Afriquia Gaz exige de ses prestataires un travail rigoureux et s’assure de l’application des spécifications à travers un chef de projet et un comité de contrôle, de planification, de suivi et de supervision. En tant que mécatronicien, ma mission consiste à travailler en parallèle avec l’entreprise d’électricité et d’automatisme Cegelec afin de construire ensemble une solution d’automatisation performante pour le système de remplissage et celui de chargement. Les cuves, éléments essentiels dans le projet sont liées au port via un pipeline, elles sont également en série avec un local pomperie et des postes de chargement. Une fois le terminal en marche, tout le processus de gestion automatisée du chargement et du remplissage doit être à la fois efficace, performant et durable. La satisfaction de cette problématique constitue la problématique à laquelle je dois répondre en proposant, entres autres, des solutions de gestion automatisée des postes de chargement, mais aussi des solutions organisationnelles (définition de l’emplacement de l’entretien mensuel des camions citernes). Pour venir à bout des objectifs de mon projet, j’ai été amené à :  Etablir une communication permanente avec Cegelec afin d’exprimer continuellement les besoins d’Afriquia Gaz ;  Constituer un cahier des charges complet des systèmes de remplissage et de chargement ;  Penser des solutions de distribution pour les postes de chargement et pour les cuves ;  Comparer les solutions à l’aide d’une étude comparative ;  Etablir une liste des capteurs et actionneurs ;  Ecrire les Grafcet des solutions retenues ;  Traduire sous Ladder les solutions retenues.
  54. 54. - 47 - 1.2. Démarche adoptée La réussite dans n’importe quel projet requiert une bonne méthodologie dans la gestion du temps et des ressources. Le projet que je réalise ne fait pas l’exception. En effet, dès le début j’ai été amené à m’intégrer dans l’environnement général dans lequel s’inscrit le projet, à savoir le domaine des GPL, mais aussi à me familiariser avec le jargon technique utilisé dans le chantier. Le projet comprend plusieurs volets, toutefois il serait vain d’investir mes efforts dans un domaine non contigu avec ma formation. J’ai commencé alors par définir le besoin de l’organisme d’accueil Afriquia Gaz et qui à mon sens ne pouvait pas être autre chose que la partie des travaux d’automatisme et d’instrumentation. Mon travail consistait donc à mener à bien les travaux d’automatisme à travers une communication continue avec l’entreprise Cegelec afin de s’accorder sur la configuration à adopter en matière de gestion automatisée du site, mais aussi à s’assurer de la performance de l’entreprise avant et pendant les travaux notamment via une programmation des tâches. Il va s’en dire que pour arriver à mes fins, une consultation permanente du cahier des charges a été nécessaire dans le but de veiller à l’application des spécifications des travaux d’électricité et tous autres travaux pouvant influencer de près ou de loin l’avancement des travaux d’automatisme. Dans cette perspective, j’ai commencé par prendre connaissance des fonctionnalités que doit avoir le terminal, ce qui m’a offert par la suite une base solide pour la rédaction des cahiers des charges de chargement et du remplissage. Une fois les objectifs tracés, une réflexion rigoureuse sur le mode de fonctionnement m’a permis de recenser plusieurs solutions de gestion automatisée. Une liste des capteurs et des actionneurs entrant dans les opérations de chargement/déchargement et remplissage est établie, elle permettra, entres autres, à donner une désignation simple et facilement déchiffrable pour les prochaines étapes. La prochaine étape consistait naturellement à comparer les solutions techniques à travers une étude comparative, néanmoins l’application de plusieurs critères d’analyse comme l’Investissement, les Performances énergétiques ou les Contraintes réglementaires reste vaine puisque les solutions s’inscrivent dans le même environnement. On s’intéressera plutôt à des critères d’analyse comme la Maintenabilité, l’Evolutivité ou les Coûts d’exploitation.
  55. 55. - 48 - La solution la plus adaptée sera écrite à l’aide d’un éditeur sous forme d’un Grafcet et par la suite passera sur machine pour être introduite sous step7 en vue des modifications potentielles et pour une standardisation des outils de communication avec le maitre d’œuvre Cegelec. . 2. Propositions de solutions 2.1. Cahier des charges pour le processus de chargement Le schéma suivant représente une illustration simplifiée des différents éléments entrant en jeu dans le processus de chargement. Figure 20: Illustration simplifiée du processus de chargement Chacune des électrovannes montées en série avec les cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 représente en réalité 3 électrovannes dont une de soutirage (soutirage du propane/butane vers les pompes), une de retour (retour des pompes vers les cuves) et enfin une autre de l’équilibre (équilibre phase gaz propane/butane). En revanche, chaque poste de chargement est monté en série avec une seule électrovanne, les conduites de la phase équilibre gaz disposent simplement d’une vanne non-motorisée. Pour des raisons évidentes de simplicité et de clarté, j’ai choisi d’adopter pour l’ensemble des capteurs (entrées de l’automate) et l’ensemble des actionneurs (sorties de l’automate) des symboles que j’expose dans les tableaux suivants :
  56. 56. - 49 - Tableau 10: Liste des capteurs pour processus de chargement CAPTEURS CMOV102 – CMOV202 – CMOV302 – CMOV402 – CMOV502 – CMOV602 Position FERMÉE des vannes de chargement MOV102, MOV202, MOV302, MOV402, MOV502 et MOV602 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 OMOV102 – OMOV202 – OMOV302 – OMOV402 – OMOV502 – OMOV602 Position OUVERTE des vannes de chargement MOV102, MOV202, MOV302, MOV402, MOV502 et MOV602 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMOV103 – CMOV203 – CMOV303 – CMOV403 – CMOV503 – CMOV603 Position FERMÉE des vannes de retour pompes vers cuves MOV103, MOV203, MOV303, MOV403, MOV503 et MOV603 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 OMOV103 – OMOV203 – OMOV303 – OMOV403 – OMOV503 – OMOV603 Position OUVERTE des vannes de retour pompes vers cuves MOV103, MOV203, MOV303, MOV403, MOV503 et MOV603 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMOV104 – CMOV204 – CMOV304 – CMOV404 – CMOV504 – CMOV604 Position FERMÉE des vannes équilibre phase gaz Propane/Butane MOV104, MOV204, MOV304, MOV404, MOV504 et MOV604 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 OMOV104 – OMOV204 – OMOV304 – OMOV404 – OMOV504 – OMOV604 Position OUVERTE des vannes équilibre phase gaz Propane/Butane MOV104, MOV204, MOV304, MOV404, MOV504 et MOV604 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 PT05 – PT06 – PT07 Capteur de pression des vannes MOV05, MOV06 et MOV07 TT05 – TT06 – TT07 Capteur de température des vannes MOV05, MOV06 et MOV07 LT101 – LT201 – LT301 – LT401 – LT501 – LT601 Niveau cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 TT101 – TT201 – TT301 – TT401 – TT501 – TT601 Température cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMT101 – CMT201 – CMT301 – CMT401 – CMT501 – CMT601 Capteur de mise à terre cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6
  57. 57. - 50 - LAL101 – LAL201 – LAL301 – LAL401 – LAL501 – LAL601 Niveau bas cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 LALL101 – LALL201 – LALL301 – LALL401 – LALL501 – LALL601 Niveau très bas cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 PRP L’opérateur choisi d’effectuer un chargement en propane ASCT05 – ASCT06 – ASCT07 Mise à terre ACTIVE des ponts bascules PB01, PB02 et PB03 DSCT05 – DSCT06 – DSCT07 Mise à terre INACTIVE des ponts bascules PB01, PB02 et PB03 MISP05 – MISP06 – MISP 07 Contacts demande de chargement ponts bascules PB01, PB02 et PB03 PAH05 – PAH06 – PAH07 Pression haute des ponts bascules PB01, PB02 et PB03 FS01 – FS02 – FS03 Débit bas des ponts bascules PB01, PB02 et PB03 Mp Quantité du produit à charger AU Arrêt d’urgence Tableau 11: Liste des actionneurs processus de chargement Actionneurs MOV102 -- MOV202 -- MOV302 -- MOV402 -- MOV502 -- MOV602 Commande des six Electrovannes de chargement cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 MOV103 -- MOV203 -- MOV303 -- MOV403 -- MOV503 -- MOV603 Commande des six Electrovannes de retour pompes vers cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 MOV104 -- MOV204 -- MOV304 -- MOV404 -- MOV504 -- MOV604 Commande des six Electrovannes de l’équilibre phase gaz Propane/Butane cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 MOV05 – MOV06 – MOV07 Commande des trois Electrovannes postes de chargement PB01, PB02 et PB03 ACP01 – ACP02 – ACP03 Activation pompes P01, P02 et P03
  58. 58. - 51 - Objectif : Réaliser l’automatisation d’une installation permettant le chargement des camions citernes, en Propane/Butane et Butane, sur les postes de chargement (PB01, PB02, PB03) à partir de deux cuves de Propane/Butane (B1, B2), et quatre cuves de Butane (B3, B4, B5, B6) via trois pompes (P01, P02, P03). Structure de l’installation : Cuves de stockage: Chaque cuve est équipée de quatre capteurs TOR (LAH, LAHH, LAL, LALL), d’un capteur analogique de niveau (LT), d’un capteur analogique de température (TT) et de trois électrovannes (MOV) (en plus d’une autre électrovanne - reliant la cuve au pipeline - et qui ne fait pas partie du Process chargement). Local pomperie : Trois pompes volumétriques P01, P02, P03 et une pompe au navire PP. Ponts Bascules : Chaque poste de chargement est équipé de bras de chargement que l’opérateur place manuellement et de capteur de mise à la terre (CMT) en plus d’une électrovanne (MOV). Fonctionnement de l’installation (en mode normal) :  Stationnement du camion-citerne au pont bascule, l’opérateur branche le bras de chargement;  Vérification des conditions de sécurité, le chauffeur lance le départ cycle « Dcy »;  Ouverture des vannes de la cuve et celle du pont bascule, le choix de la cuve à partir de laquelle le GPL sera soutiré se fera de la manière suivante :  Pour le Propane : à partir du PB01 on soutire de la cuve B1 et de la cuve B2 ;  Pour le Butane : à partir du PB01, PB02 ou PB03 on soutire des cuves de butane B3, B4, B5 et B6.  Activation de la pompe. Le choix de la pompe pour un chargement se fera comme suit :  Pour le propane : On active la pompe P01  Pour le Butane : On active les pompes P02 et P03 ou P01, P02 et P03.
  59. 59. - 52 -  Attente jusqu’à fin temporisation ;  Désactivation pompe en marche ;  Fermeture des vannes de la cuve sollicitée et celle du pont bascule ;  Fin de la consigne. 2.2. Cahier des charges pour le processus de remplissage Le schéma suivant représente une illustration simplifiée des différents éléments entrant en jeu dans le processus de remplissage. Figure 21: Illustration simplifiée du precessus de remplissage Chacune des électrovannes montées en série avec les cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 représente en réalité 2 électrovannes dont une de réception (réception du propane/butane via le pipeline) et une de l’équilibre (équilibre phase gaz propane/butane). L’électrovanne reliant le Pompe PP, se situant au poste d’amarrage au port, et les cuves du terminal représente en effet 2 électrovannes dont une de remplissage et une autre de l’équilibre phase gaz. Pour des raisons évidentes de simplicité et de clarté, j’ai choisi d’adopter pour l’ensemble des capteurs (entrées de l’automate) et l’ensemble des actionneurs (sorties de l’automate) des symboles que j’expose dans les tableaux suivants :
  60. 60. - 53 - Tableau 12: Liste des capteurs pour processus de remplissage CAPTEURS CMOV101 – CMOV201 – CMOV301 – CMOV401 – CMOV501 – CMOV601 Position FERMÉE des vannes de remplissage pipeline vers cuves MOV103, MOV203, MOV303, MOV403, MOV503 et MOV603 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 OMOV101 – OMOV201 – OMOV301 – OMOV401 – OMOV501 – OMOV601 Position OUVERTE des vannes de remplissage pipeline vers cuves MOV103, MOV203, MOV303, MOV403, MOV503 et MOV603 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMOV104 – CMOV204 – CMOV304 – CMOV404 – CMOV504 – CMOV604 Position FERMÉE des vannes équilibre phase gaz Propane/Butane MOV104, MOV204, MOV304, MOV404, MOV504 et MOV604 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 OMOV104 – OMOV204 – OMOV304 – OMOV404 – OMOV504 – OMOV604 Position OUVERTE des vannes équilibre phase gaz Propane/Butane MOV104, MOV204, MOV304, MOV404, MOV504 et MOV604 des cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMOV03 – CMOV04 Position FERMÉE de la vanne pipeline MOV03 et MOV04 OMOV03 – OMOV04 Position FERMÉE de la vanne pipeline MOV03 et MOV04 PT03 – PT04 Capteur de pression des vannes MOV03 et MOV04 TT03 – TT04 Capteur de température des vannes MOV03 et MOV04 LT101 – LT201 – LT301 – LT401 – LT501 – LT601 Niveau cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 TT101 – TT201 – TT301 – TT401 – TT501 – TT601 Température cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 CMT101 – CMT201 – CMT301 – CMT401 – CMT501 – CMT601 Capteur de mise à terre cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 LAH101 – LAH201 – LAH301 – LAH401 – LAH501 – LAH601 Niveau haut cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 LAHH101 – LAHH201 – LAHH301 – LAHH401 – Niveau très haut cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6
  61. 61. - 54 - LAHH501 – LAHH601 PPA Pompe port active PPP Pompe port présente AU Arrêt d’urgence Tableau 13: Liste des actionneurs pour processus de remplissage Actionneurs MOV101 -- MOV201 -- MOV301 -- MOV401 -- MOV501 -- MOV601 Commande des six Electrovannes de remplissage pipeline vers cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 MOV104 -- MOV204 -- MOV304 -- MOV404 -- MOV504 -- MOV604 Commande des six Electrovannes de l’équilibre phase gaz Propane/Butane cuves B1, B2, B3, B4, B5 et B6 MOV03 – MOV04 Commande des deux vannes pipeline ACPP Activation pompe port Objectif : Réaliser l’automatisation d’une installation permettant le remplissage, en Propane/Butane et Butane, des six cuves du terminal de stockage (B1, B2, B3, B4, B5 et B6) à partir des navires accostant sur le poste d’amarrage du port via un pipeline d’une longueur totale avoisinant les 5 Km. Structure de l’installation : Cuves de stockage: Chaque cuve est équipée de quatre capteurs TOR (LAH, LAHH, LAL, LALL), d’un capteur analogique de niveau (LT), d’un capteur analogique de température (TT) et de trois électrovannes (MOV), en plus d’une autre reliant la cuve au pipeline. Poste d’amarrage: Situé au port, le poste d’amarrage accueillera les navires. Ils disposeront d’une pompe asservie par l’automate du terminal.
  62. 62. - 55 - Vannes de distribution terminal : Le terminal comprend une vanne de remplissage en amont du terminal (MOV03) en plus d’une autre sur la conduite de l’équilibre phase gaz (MOV04). Fonctionnement de l’installation (en mode normal) :  La pompe du poste amarrage est en place ;  Vérification des niveaux des cuves ;  Ouverture des vannes des cuves à remplir et de MOV03 et MOV04 ;  Activation de la pompe PP ;  Attente jusqu’à remplissage complet de la cuve ;  Après deux scénarios sont possibles : Si au moins une autre cuve du terminal se charge encore : Fermeture des vannes de la cuve remplie ; Sinon (Toutes les autres cuves sont remplies) : Fermeture des vannes de la cuve remplie et des vannes MOV03, MOV04 ;  Désactivation de la pompe poste amarrage ;  Fin de la consigne. 2.3. Solutions proposées pour le processus de chargement A partir du cahier des charges du système de chargement, je commence à envisager des solutions tout en gardant un œil sur les spécifications du cahier des charges du projet du terminal. Une analyse a été menée afin de déterminer les fonctionnalités que l’on veut pour notre système de chargement. Le type des capteurs, des actionneurs, le nombre des cuves et pompes et postes de chargement, la nature des produits (comportement instable) étaient tous des éléments déterminants. L’importance du cahier des charges du projet réside dans la connaissance du réseau pneumatique et électrique, des consultations continues ont été effectuées. Dans cette partie, je vais proposer trois solutions d’automatisation du processus de chargement, chacune présente des avantages mais pas sans inconvénients. En s’aidant d’une comparaison basée sur un ensemble de caractéristiques, j’ai pu alors retenir la solution qui me semblait la plus appropriée, je l’ai écrite sous forme d’un Grafcet et j’ai réalisé une traduction du Grafcet à l’aide du
  63. 63. - 56 - logiciel de programmation de Siemens Step7 afin d’avoir une plate-forme informatisée pour de futures améliorations. Néanmoins, les autres solutions ne sont pas obsolètes et peuvent me servir par la suite du projet à titre de consultation. Solution 1 : C’est dans cette configuration qu’on utilise le moins les moyens d’automatisation. En effet, lorsque le camion-citerne stationne dans le pont bascule (poste de chargement) l’opérateur peut choisir, depuis le pupitre de commande situé dans le local technique, la cuve (les cuves) de laquelle (desquelles) il veut soutirer le produit (propane ou butane). L’opérateur dispose pour cela des niveaux exacts des cuves qui sont délivrés par les capteurs de niveau dans les cuves, il décide à partir de ces données quelle cuve sélectionner. De la même façon, l’opérateur sélectionne la pompe à activer lors du chargement. Par la suite, lorsque le chauffeur appuie sur le bouton marche l’automate prend la relève. Avant le démarrage du cycle, une vérification des conditions de sécurité et de l’absence d’un arrêt d’urgence est faite. Une fois vérifiés, l’automate démarre la fonction « homme-mort » durant laquelle le scénario (des actions) suivant se produit :  Ouverture des vannes de la cuve (des cuves) et du poste de chargement ;  Activation de la pompe ;  Temporisation ;  Désactivation de la pompe ;  Fermeture des vannes de la cuve (des cuves) et du poste de chargement. Dans cette solution, les camions sont chargés dans le poste de chargement PB01 en propane à partir des cuves B1 et B2 ou en butane à partir des cuves B3, B4, B5 et B6. Pour le pompage, on peut utiliser uniquement la pompe P01. Dans les postes de chargement P02 et P03, on peut livrer aux camions uniquement le butane à partir des cuves B3, B4, B5 et B6. Le pompage peut être assuré par les pompes P01, P02 ou P03. Solution 2 : Contrairement à la première, la deuxième solution est systématique. Elle repose sur un principe de décentralisation du processus de chargement en le subdivisant en des sous-systèmes normalement indépendants. En effet, dans cette configuration, chaque 2 cuves sont liées à une seule et unique pompe, qui à son rôle est connectée à un seul et unique poste de chargement.
  64. 64. - 57 - En conséquent, les cuves B1 et B2 seront en série avec la pompe P01 et avec le poste de chargement PB01, les cuves B3 et B4 en série avec la pompe P02 et avec le poste de chargement PB02 et finalement les cuves B5 et B6 en série avec la pompe P03 et avec le poste de chargement PB03. Lors du chargement les deux cuves sont sollicitées, leurs électrovannes s’ouvrent simultanément. Les trois sous-réseaux peuvent alors fonctionner indépendamment et l’arrêt de l’un ne perturbera pas l’autre sauf lors d’un arrêt d’urgence. Bien que l’opérateur n’agisse pas dans la majorité des cas, il peut être amené à modifier les connexions du terminal dans certains cas notamment si les 2 cuves d’un sous-réseau ne sont plus opérationnelles (absence de produit, réparation …) et que les cuves d’un autre sous-réseau sont toutes les deux opérationnelles, dans ce cas il peut brancher l’une des cuves en état de fonctionner sur le réseau en arrêt. Solution 3 : La troisième solution quant à elle réduit au maximum l’action humaine. Dans cette configuration, on peut dire que le système gagne en intelligence –notant que dans notre cas il n’y a pas de corrélation entre intelligence et performance, un système majoritairement mécanique peut être plus performant qu’un autre purement automatique. Le poste de chargement PB01, via la pompe P01, peut désormais charger à partir de la cuve B1 ou B2 sans intervention humaine tout en évitant de faire ‘’travailler’’ les 2 cuves à chaque chargement. Il peut aussi charger à partir de la cuve B3, B4, B5 ou B6, une à chaque chargement. La sélection de la cuve sollicitée à chaque chargement est déterminée suivant une séquence de fonctionnement. En effet, les cuves sont sollicitées à tour de rôle pour le butane et pour le propane. Pour le butane si, à titre d’exemple, la cuve B3 est sollicitée dans le cycle ‘n’, c’est la cuve B4 qui sera par la suite sélectionnée dans le cycle ‘n+1’, puis la cuve B5 dans le cycle ‘n+2’ et enfin la cuve B6 dans le cycle ‘n+3’, par la suite on retourne vers la cuve B3 et ainsi de suite. Pour le propane en alterne les cuves B1 et B2. Les postes de chargement P02 et P03 fonctionnent suivant le même principe. Ils chargent les camions en butane à partir des cuves B3, B4, B5 et B6 suivant la même séquence, mais cette fois via la pompe P01, P02 ou P03.
  65. 65. - 58 - L’ordre d’activation des pompes est sensiblement identique à la séquence des cuves. Les pompes ‘’travaillent’’ à leur tour en alternance. Si la pompe P01 est activée dans le cycle ‘n’, c’est la pompe ‘P02’ qui est activée dans le cycle ‘n+1’ et enfin la pompe P03 dans le cycle ‘n+2’. Néanmoins, la pompe P01 est engagée dans deux types de remplissage, on peut alors pousser l’analyse plus loin et supposer que sous certaines circonstances elle peut être activée plus que les 2 autres pompes vu la sollicitation double. Ce cas de figure se produira si la fréquence des chargements en propane est élevée est que celle du butane est faible. A priori, la pompe P01 entrera dans une séquence d’activation systématique avec les pompes P02 et P03 lorsqu’il s’agit d’un chargement en butane et effectuera parallèlement à elle seule tous les chargements en propane. La sollicitation est clairement mal répartie. (Une proposition de solution viendra rejoindre le rapport ultérieurement durant le stage). Une deuxième option : Au lieu de soutirer suivant la séquence décrite ci-dessus, on peut penser à l’option suivante : Soutirer, toujours, le produit de la cuve dont le capteur de niveau affiche la valeur la plus grande. On sollicitera une cuve tant que c’est elle qui contient le plus de produit. On peut alors pallier au problème suivant : l’une des cuves de butane est entièrement remplie tandis que les autres sont presque à sec, on peut investir ce temps pour effectuer des interventions sur les cuves vides sans perturber le processus normal de chargement. 2.4. Solutions proposées pour le processus de remplissage Comme pour le système de chargement, je vais proposer des solutions de gestion automatisée pour le système de remplissage, confrontais les avantages et les inconvénients de chacune pour enfin retenir une solution que j’écrirai sous forme d’un Grafcet. Je réaliserai une traduction du Grafcet à l’aide du logiciel de programmation de Siemens Step7 afin d’avoir une plate-forme informatisée pour de futures améliorations. Solution 1 : Dans cette configuration, l’opérateur contrôle l’ouverture des vannes des cuves à partir du local technique. Il détermine les cuves à remplir en ayant connaissance de leurs niveaux actuels qui s’affichent sur une vue du pupitre de commande. L’opérateur ne doit jamais commander l’ouverture d’une vanne d’une cuve presque remplie, si néanmoins une erreur venait à se produire, et que l’opérateur commande l’ouverture d’une vanne par accident, la vanne est aussitôt fermée dès que le

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