1. Suivi et optimisation de la consommation
d’énergie
Rapport de stage ST40 – A2014
ZOUHIR Ismail
Département Energie & Environnement
Entreprise HEINEKEN
21 Rue du houblon (Zone Industrielle de la Pilaterie)
59370 MONS EN BAROEUL
Tuteur en entreprise
Marc Monnier
Suiveur UTBM
Mohammed Becherif
2.
3.
4. I- Remerciement
A la fin de mon stage, Il me paraît important de remercier tout d’abord Marc
Monnier de m’avoir accueilli et m’avoir accordé cette chance de travailler au
sein d’un groupe aussi puissant que HEINEKEN. Merci également à tous les
membres du personnel de la centrale des fluides : Didier Bartier, Georges Da
Cuhna, Christophe Deltonne, Patrice Mitkowski, Philippe Masson, Jean
Taret, Jean François Roussel, Jean Labart pour leur aide au quotidien, le
partage de leur savoir-faire, leur bonne humeur et qui ont mis tout en œuvre
pour que mon stage se déroule dans les meilleures conditions.
Je tiens également à remercier Pierre Auvrey, ancien stagiaire de la centrale
des fluides, pour avoir partagé ses projets (étude des transformateurs) et
aider au début de mon stage.
Enfin Je tiens également à remercier Jean Marie Cocheteux, responsable du
réseau informatique pour l’obtention de certaines données au cours de mon
stage.
Durant ces 24 semaines de stage, j’ai eu l’occasion d’être associé au travail
du personnel de la centrale des fluides et d’acquérir de nouvelles
connaissances et compétences. Celles-ci me seront fort précieuses pour la
réalisation de mes projets à venir. Je possède désormais une expérience du
terrain qui renforcera mon CV et appuiera ma candidature pour la recherche
du prochain stage.
5. SOMMAIRE
Introduction ………………………………………………………………….………………………………6
Un peu d’histoire …………………………………………………………………………………………..7
Présentation de la brasserie de Mons en Baroeul ………………………………………….14
Fabrication de la bière …………………………………………………………………………………..17
Ma mission au sein de l’entreprise …………………………………………………………………22
1) Suivi de consommation ……………………………………………………………...……22
2) Le DCS ……………………………………………………………………………………………..27
3) Le 5S …………………………………………………………………………………………………41
4) Optimisation du compresseur d’air …………………………………………………..47
Bibliographie …………………………………………………………………………………………………… 57
6. II- INTRODUCTION
Au cours de mes études au sein de l’UTBM, les étudiants ont la chance
d’entamer leur seconde année de cycle d’ingénieur par un stage de 24
semaines au sein d’une entreprise afin de découvrir le monde industriel et
notamment mieux comprendre le métier d’ingénieur. J’ai eu l’occasion
d’être accueilli par l’une des plus puissantes brasseries au monde : Heineken.
Je présenterai en première partie le groupe Heineken et plus
particulièrement la brasserie Mons en Baroeul, je présenterai ensuite ma
mission au sein de la brasserie ainsi ce que j’ai appris sur le fonctionnement
de quelques atelier tels que la production du froid et la récupération du CO2.
7. III- Un peu d’histoire
Aujourd'hui, première marque internationale de bière, Heineken est née sous une
bonne étoile. La marque doit à son créateur, Gerard Heineken, la création du processus
industriel qui lui donne, depuis ses origines, une qualité constante.
Son fils, Henry, jette les bases de l'exportation et enfin, Alfred, le petit-fils, décédé le 3
janvier 2002 à l'âge de 78 ans, fait de Heineken un produit d'image dans plus de 170
pays. Trois chiffres témoignent de sa renommée : 13 000 bouteilles de bière Heineken
sont consommées, toutes les minutes, dans le monde. Placées verticalement, les
bouteilles, produites dans l'année, peuvent faire 32 fois le tour de la terre.
Origine de la marque
La première brasserie achetée par un membre de la famille Heineken fut
en 1863. En effet, Gérard Adriaan Heineken profite d’une fortune héritée pour
l’investir dans la plus grande brasserie d’Amsterdam de l’époque, connue alors
sous le nom de « The Haystack ». La société change alors de nom pour devenir
la Compagnie de Brasserie Heineken. Dès 1868, Gérard Heineken décide de
changer le processus de fabrication de la bière. Il passe d’une fermentation
haute à 15°C à une fermentation basse comprise alors entre 8°C et 10°C. Cette
modification du processus permet d’obtenir une bière plus claire mais surtout
avec une durée de conservation plus longue.
Heineken, une réponse aux attentes des consommateurs
Deux exploits, loin des ambitions de Gerard Adriaan Heineken quand à 22
ans, il acquiert le 16 décembre 1863 la brasserie "De Hooiberg" alors la plus
grande brasserie de la capitale, fondée en 1592 par Weijintgen Elberts, veuve
d'un brasseur. Et c'est en tant que principal actionnaire de la société Heineken's
Bierbrouwerij Maatschappij NV (HBM), créée en 1873, que Gerard Adriaan
Heineken décide de lui donner son patronyme. Son entreprise fabrique 17 000
hectolitres grâce à deux brasseries, l'une construite à Amsterdam en 1867 et
l'autre à Rotterdam, en 1873.
8. Heineken est fabriquée selon une nouvelle technique, baptisée
« fermentation basse ». La marque se distingue également de ses concurrents -
on dénombre alors plus de 500 brasseries aux Pays-Bas.
Le froid industriel et la pasteurisation confèrent ainsi à la bière une qualité
toujours identique et l'aptitude à voyager ! Signes de reconnaissance, la marque
reçoit, en 1883, le diplôme d'honneur à Amsterdam et une médaille d'or lui est
décernée dans la catégorie des bières supérieures à l'Exposition Universelle de
Paris, en 1889.
Ces deux distinctions figurent toujours en bonne place sur l'étiquette de la
bouteille ! Au reste, la société est alors la seule, à l'époque, à disposer d'un
laboratoire. Et elle sera la première, en Europe, à recevoir quelques années plus
tard - en 1992 -, la certification Iso 9002 décernée à la brasserie de Schiltigheim,
en Alsace. C'est avec cette même ville que Heineken noue, le 17 octobre 2001,
un partenariat pour sensibiliser les enfants, et à travers eux, la population, aux
enjeux de l'eau.
Principal constituant de la bière, l'eau représente plus de 90% de sa
composition. Elle est également utilisée dans le processus industriel du
brasseur. L'opération "Soyons citoyens de l'eau" participe ainsi de la politique
de développement durable de Heineken en France.
Les premiers pas à l’international
Quand Gerard Adriaan Heineken meurt le 18 mars 1893, son épouse, Marie
Tindal lui succède jusqu'en 1914. La société vend 200 000 hectolitres de bière par
an quand la moyenne des autres brasseurs hollandais ne dépasse pas 3 000
hectolitres. Et la marque a déjà franchi les frontières puisqu'elle est vendue en
France, son premier marché extérieur, depuis 1876. Mais sa véritable
internationalisation débute en 1931, deux ans après l'inauguration de la première
ligne d'embouteillage à Rotterdam. Heineken est alors une des premières
brasseries à livrer aux pubs et débits de boissons la bière en bouteille. Il revient à la
deuxième génération de relever le défi de l'exportation. Aux commandes de la
société depuis 1914, Henry Pierre Heineken, fils du fondateur, va faire de
l'exportation une réponse à la crise économique. Un joint venture, Malayan
Breweries Ltd, est créé à Singapour en 1931, avec Fraser & Neave, un fabricant de
soft drink. Nom de la marque élaborée sur place et exportée à Hong Kong et en
9. Thaïlande : Tiger Beer. Exception à la règle non écrite selon laquelle, à l'époque, la
bière Heineken ne peut être fabriquée qu'en Hollande : elle l'est, depuis 1937, et
sous la marque Heineken, dans les Indes hollandaises (Indonésie). La première
licence !
Premier brasseur à exporter aux Etats-Unis après la prohibition ?
Heineken. C'est un retour pour la marque déjà présente avant la Première Guerre
mondiale. Devant le refus de la compagnie de navigation de réembarquer les barils
vides, Heineken arrête l'exportation en 1916.
Aussi, la date du 11 avril 1933 est-elle mémorable, à double titre. Pour les
Américains, elle sonne la fin de la prohibition. Ce même jour, les premiers barils
quittent Rotterdam pour Hoboken, dans l'Etat de New-York.
On peut lire dans le New-York Times du 14 avril 1933 :"la première cargaison
d'importation légale de bière depuis treize ans est arrivée. Il s'agit de la bière
Heineken.
"Reste que les ventes ne décollent pas, freinées par la crise économique, la
dévaluation du dollar en 1933, les taxes et le pourcentage d'alcool limité à 3,2
degrés. Un combat perdu d'avance ? C'est compter sans l'ingéniosité de Leo van
Munching, responsable des ventes Heineken pour le marché américain. Il n'est pas
un jour sans qu'il ne tente de convaincre les cafés et bars de proposer aux
consommateurs la bière Heineken. Son mot d'ordre: "Deliver in the morning,
promote in the evening" La marque que la réclame surnomme alors "The
Champagne of beers" est, aujourd'hui, le numéro un des bières importées.
Image : Evolution du logo HEINEKEN
10. Une marque mondiale
Troisième défi relevé par la troisième génération : faire de Heineken une
marque mondiale. Entré dans la société en 1942, l'année où la famille perd son
contrôle, Alfred Henry Heineken, fils d'Henry Pierre, s'initie au marketing, aux Etats-
Unis, de 1946 à 1949. Avec lui, la petite entreprise hollandaise devient un groupe
de dimension internationale. Principes intangibles : un produit au packaging et au
goût identique quel que soit le pays. Son crédo : "je ne vends pas de la bière mais
de la chaleur humaine et de la gaité".
Commercialisée, durant l'entre-deux guerres, principalement dans les pubs où la
notion de marque importe alors moins que dans les magasins, Heineken doit, au
sortir de la deuxième guerre mondiale, affronter un double défi : celui de la
concurrence de nouvelles boissons comme Coca-Cola et la naissance des magasins
libre-service.
Désormais, la bière Heineken doit être gérée comme une marque avec une
communication offensive et une image uniforme et cohérente pour le
consommateur. Auparavant, les brasseurs qui commercialisaient Heineken
apposaient leur nom et le dessin de leur brasserie sur l'étiquette. Signes du
changement : la bouteille change
de forme en 1945, un département
des ventes est créé en 1951 et le
marketing acquiert ses lettres de
noblesse. Sur le plan de l'identité
visuelle, les lettres en majuscule
sont abandonnées au profit d'un
"e" rieur." Des experts ont travaillé
des journées entières au
microscope afin de déterminer
l'inclinaison du "e" du logo.
11. Trop penché dans un sens, il a
un air triste, et dans l'autre un air
idiot. Voyez-le, maintenant : il
sourit", résume alors celui qu'on
surnommera Freddy. Deuxième
changement en 1954 : la bouteille
abandonne la couleur rouge pour
le vert. Freddy Heineken qui vient,
la même année, de reprendre le
contrôle de la société et qu'il
dirigera de 1964 à 1989, n'aura de cesse de répéter que "le plus beau coup de ma
vie aura été de changer la couleur de l'étiquette et de la bouteille de Heineken. Le
rouge est une couleur dangereuse lorsqu'il s'agit de produits alimentaires ou de
boissons. En revanche, le vert représente la sécurité." Avec son étoile… rouge,
Heineken p art à la conquête du monde. Toujours en trois temps : l'exportation, la
licence et la filiale. La bière, produit pondéreux, ne peut être exportée si elle ne
dégage pas de marge. D'où l'impératif de la valeur ajoutée, point de passage obligé
pour être présent à l'international. Afin de conserver la même qualité gustative, la
fabrication, locale à partir de la licence, reçoit de Hollande, par avion, la levure "A".
Heineken détermine la composition et la qualité des matières premières, le
procédé de fabrication, le packaging et la politique de prix. Chaque mois, les
brasseries agréées envoient des échantillons contrôlés par un panel d'experts à
Amsterdam.
Durant les années 50 et 60, l'Afrique de l'Ouest demeure
le principal marché d'Heineken qui exporte alors près de la
moitié de sa production. Afin de contourner les restrictions
aux importations adoptées par certains pays et le coût élevé
de la création d'usines sur place, Heineken développe la
licence.
Ponctuelle, les premières années, elle se multiplie après
l'acquisition d’Amstel, en 1968, qui utilisait cette méthode
d'exportation depuis plus longtemps. Aujourd'hui, Heineken
a planté ses couleurs dans plus de cinquante Etats dans lesquels il faut distinguer
les marchés matures, à forte concentration capitalistique, où il est très difficile de
s'introduire, des marchés en développement où Heineken peut soit créer la
demande, comme au Vietnam, soit la dynamiser comme en Pologne. Ce n'est qu'au
12. début des années 70 que le brasseur joue la carte européenne. Un continent
longtemps négligé (sa part de marché ne dépasse pas alors 3%) en raison du coût
des investissements plus lourds qu'en Afrique et en Asie. La décolonisation et les
risques de nationalisation imposent un changement de stratégie.
Première étape : la Grèce où Heineken détient une position importante grâce à
l'acquisition d’Amstel. En 1972, le groupe rachète la société française Albra
(Alsacienne de Brasserie et ses principales marques Mützig et Ancre) et, deux ans
plus tard, l'italien Dreher. Distribuée, en France, dans le circuit CHR par Moët &
Chandon, depuis les années soixante, Heineken crée une filiale en 1976 qui devient
Heineken France quand l'Alsacienne de Brasserie prend ce nouveau nom en 1980.
Heineken France fusionne avec Brasseries Pelforth et Union de Brasseries dans
Française de Brasserie, en
1986 et devient Brasseries
Heineken en 1993. Sur fond
de construction européenne,
des brasseurs européens se
constituent. Le groupe
Heineken joue alors la carte
de la production locale dans
les principaux marchés
européens avec une présence
sur les différents segments.
Cible retenue : le sud de
l'Europe où la consommation de bière est plus faible que dans le nord. Ce n'est
qu'en 1993 que Heineken est importée en Allemagne, patrie de la bière !
Aujourd'hui, le groupe est le premier brasseur européen.
13. HEINEKEN en France
La France est le premier marché extérieur de la marque Heineken,
puisqu'elle est vendue en France, depuis 1876 Mais l’entreprise est
véritablement implantée sur le territoire depuis les années 1970, se
positionnant sur le marché premium avec la marque Heineken en 1977.
Aujourd’hui, Heineken France est à la fois brasseur et distributeur avec sa filiale
France Boissons qui en fait le premier distributeur de boissons en France.
En 2012, le groupe compte plus de 4 000 collaborateurs sur l’ensemble du
territoire et a réalisé 1,77 milliards d’euros de chiffre d’affaires pour 5,7 millions
d’hectolitres de bière vendus, ce qui en fait le premier groupe brassicole français
devant les Brasseries Kronenbourg.
Le groupe est implanté en France avec son siège de Rueil-Malmaison ses trois
brasseries situées à Mons-en-Barœul (59), Schiltigheim (67) et Marseille (13) et
via les 80 sites de distribution de France Boissons présents dans tout
l’Hexagone.
14. IV- Présentation du site de Mons en Baroeul
La brasserie de Mons en Baroeul est actuellement la plus importante des
trois brasseries de France. Ce site industriel emploie 230 personnes sur 25
hectares. La brasserie a une capacité de production permettant de produire
jusqu’à 14 brassins de bières par jour. Sachant qu’un brassin contient entre
1000 et 1500 hectolitres de bière, soit un total de 2,5 millions d’hectolitres à
l’année. Le conditionnement de la bière peut alors se faire soit en bouteilles,
soit canettes, soit en futs.
Image : Vu panoramique de la brasserie de Mons en Baroeul
Revenons en arrière
1921 : Louis Boucquey, Armand Deflandre et Raoul Bonduel
fondent la Brasserie du Pélican. Dès 1924, le conditionnement de
la bière en litre est également adopté, un an avant que la société
à structure familiale ne se mue en S.A.R.L (Société à responsabilité
réduite).
1933 : la production a décuplé uniquement en litre et en fûts
(100 000 hectolitres). En 1937, la mode est alors aux bières
étrangères : la Brasserie du Pélican se lance dans l'aventure et crée
15. Pelforth 43. Cette nouvelle bière sera lancée lors de l’exposition
internationale de 1937.
1946 : Après la Seconde Guerre mondiale, les chiffres de
production de Pelforth 43 peuvent s'envoler, atteignant 300 000
hectolitres en 1955, et 500 000 hectolitres en 1963, année où est
lancée Pelforth Pale.
1954 : Jean Deflandre acquiert 30% des actions de la Brasserie
Coopérative de Mons-en-Barœul fondée en 1903.
Progressivement, Pélican reprend l’entreprise montoise et
possède 95% du capital vers 1970.
1966 : sont entrepris des travaux de construction d'une nouvelle
unité de production sur le site de la Brasserie Coopérative où
toutes les activités sont transférées progressivement.
1972 : la Brasserie du Pélican devient la Brasserie Pelforth. Pour
faire face à la concurrence et aux besoins du marché en pleine
expansion, Pelforth rachète d'autres brasseries et fusionne avec la
Brasserie Carlier de Coudekerque-Branche et s’installe à Mons-en-
Barœul en 1975. Ce groupement l'amène à prendre l'appellation
de "Brasserie Pelforth S.A".
Dans les années 1980 : la brasserie est rachetée par le groupe BGI,
puis par la « Société Générale de Brasseries », qui deviendra
« Française de Brasseries », avant de devenir filiale à 100%
d’Heineken France en 1986. En 1993, la Française de Brasserie
devient filiale 100 % du groupe Heineken et prend le nom de
« Brasseries Heineken ».
16. La brasserie de Mons en Baroeul se divise en trois grands services ; la
fabrication, le conditionnement et la qualité. La fabrication se subdivise en
plusieurs services : le brassage, la cave, la filtration et la centrale des fluides,
Xavier Jadin est le responsable de la fabrication. Le conditionnement comporte
plusieurs lignes tels que le C3, le C4 et depuis peu le C5. Ces lignes permettent
la mise bouteilles de la bière dans des cols de 25cl, 33cl, 50cl et 75cl. Il y a aussi
la ligne B3 qui permet de conditionner la bière dans des canettes de 33cl et de
50cl. De plus, il y a la ligne Fût qui comme son nom l’indique permet de remplir
des fûts de 20l, 30l et 50l. Enfin, il y a aussi le groupe INNOVATION qui permet
d e produire les nouveaux formats de bouteilles, notamment en 15cl, 25cl, 33cl
75cl, 1l et 1,25l. L’ensemble de ces lignes de conditionnement s’étale sur une
zone de plus de 10 hectares. Le service qualité permet, quant à lui, de suivre
tout au long du processus de fabrication, la bonne qualité de la bière.
L’ensemble de ces services permet de dépasser les 60 000 hectolitres de bière
produite, à la semaine, et ce au plus fort de la demande.
Image : Atelier d’embouteillage
17. V- Fabrication de bière
Avant de commencer ma mission de stage, il était évident de comprendre
les différentes étapes du processus de la fabrication de bière. Un procédé
plus difficile ce que l’on pense.
Matières premières
L’orge malté : L'orge est la céréale la plus utilisée dans la fabrication de la bière ;
il n'est pas utilisée de suite pour faire la bière, mais tout d'abord transformée
en malt après une phase de germination et de séchage. Ce grain est livré par
camion, puis stocké dans d’énormes silos à grain.
Ce grain passe par un moulin pour le broyer afin d’obtenir de la farine. Cette
dernière est stockée dans des cuves en y ajoutant de l’eau. On chauffe le
mélange afin d’obtenir un jus marron et sucré.
Salle de brassage de la brasserie de Mons-en-Barœul, avec ses cuves en cuivre
18. Le houblon : Le houblon procure à la bière l’amertume.
Cette dernière donne l’équilibre à une bière en offrant un
contrepoids au caractère sucré des céréales. Il permettait
aussi à la bière de se conserver mieux et plus longtemps.
La levure : Les levures sont des champignons microscopiques formés d'une
seule cellule. La transformation des sucres de céréales ou de fruits par les
levures s’appelle fermentation alcoolique. Elle produit de l'alcool éthylique et
du gaz dioxyde de carbone (anciennement appelé gaz carbonique). La levure
donne aussi le goût et le parfum
L’eau : L’eau constitue l’un des ingrédients les plus importants de la bière. Elle
influe sur la couleur, les qualités nutritionnelles et les caractéristiques gustatives
de la bière. La pureté et la qualité de l'eau qui entre dans la fabrication de la
bière sont déterminantes, non seulement sur sa clarté mais aussi sur son goût.
La bière est constituée de 90% d’eau. Le site de Mons en Baroeul a l’avantage
d’avoir ses propres nappes phréatiques pour avoir une eau de bonne qualité
après avoir été traité bien évidemment dans la salle d’osmose. On obtient alors
ce qu’on appelle : l’eau osmosée.
Ps : L’eau est aussi utilisée comme éléments de nettoyage, refroidissement et de
stérilisations des équipements.
19. Principales étapes de fabrication
Je ne vais pas entrer en détail sur le processus de fabrication car il est très
complexe et demande un bagage et une connaissance du domaine agro alimentaire
et chimique. Mais on peut résumer les étapes comme ci-dessous :
Le maltage : Le principe du maltage consiste à produire les enzymes
nécessaires à la saccharification de l'amidon, et donc, à la fabrication de
l'alcool lors de la fermentation. Ceci se passe en quatre étapes : le
trempage, la germination, le touraillage et le dégermage.
Le brassage : Cette étape, appelée aussi saccharification, consiste à
transformer les sucres complexes (amidon) contenus dans le grain en
sucres simples fermentescibles (glucose, maltose et dextrose) et non
fermentescibles (dextrines), grâce à l'action des enzymes du malt,
activées par chauffage du malt dans de l'eau.
On filtre et rince à l'eau chaude ce mélange (maische) pour obtenir le
moût.
Le houblonnage : Cette étape a pour objectif la destruction des enzymes,
la stérilisation et la stabilisation du moût.
C'est à ce moment que le houblon est ajouté : le houblon possède des
vertus conservatrices, donne de l'amertume et produit des arômes.
La fermentation : La bière va maintenant être refroidie à environ 10°C,
puis stockée dans de gros tanks. Des levures sont ajoutées et on laisse la
bière laisser fermenter pendant environ 2 semaines.
20. Filtration : on filtre les levures
(qu’on recyle en grande partie), et
on affine le goût le la bière en
réajoutant de manière fine et
précise du houblon de façon a
obtenir une bière qui a toujours le
même goût. On ajoute aussi du
caramel pour donner une belle
couleur.
Le stockage : La bière est stockée dans d’énormes cuves calorifugée car
la bière craint la chaleur et aussi l’air et la lumière. C’est pour ces
raisons là que son embouteillage impose une rapidité et une précision
des opérations.
Cuves de stockage de bière
Circuit de Filtration des levures
21. Le conditionnement : C’est l’étape la plus impressionnante vu qu’on est
face à des machines complexes et automatisée qui tournent à des vitesses
incroyables afin d’obtenir le produit final (bouteilles-canettes-fûts). Les
bouteilles qui sont sur les convoyeurs sont : Lavées, remplis, bouchées,
pasteurisées, étiquetées et emballées.
Ligne d’embouteillage sous l’œil des conducteurs de machine
22. VI- Ma mission au sein de l’entreprise
Mon stage s’est déroulé dans le service de la fabrication et plus précisément
dans le service de la centrale des fluides. Ce service est le cœur de la brasserie, car il
permet d’alimenter l’ensemble de cette brasserie en froid, en CO2, en vapeur et en air
comprimé. Le service comprend un chef de groupe, un conducteur de travaux et deux
techniciens de la centrale des fluides. La présence d’un conducteur de travaux 24h/24h
et 7j/7j est indispensable car il doit intervenir au moindre souci.
1) Le suivi de consommation
Chaque début de semaine, j’avais la mission de rassembler et de regrouper toutes
les consommations (électrique - gaz - vapeur et eau) de la brasserie dans les tableaux
de bords énergies suivants :
Figure : Tableaux de bord du suivi électrique
Figure : Tableaux de bord du suivi eau
23. Figure : Tableaux de bord du suivi thermique (Vapeur_Gaz)
Comme on peut remarquer, les tableaux de bords de consommation sont assez
détaillés. On retrouve la consommation générale, la consommation par atelier
(Brassage-Filtration-Conditionnement) et la consommation par équipement. Cette
disposition nous permet de mieux identifier et suivre les consommations
hebdomadaires et permettrai d’avoir un aperçu sur une quelconque dérive en eau,
électricité ou gaz/vapeur. Des dérives que je dois détecter et analyser par la suite.
Ces tableaux de bords énergies doivent être optimisé et mis à jour afin de mieux suivre
nos consommations. D’ailleurs j’avais la mission d’intégrer la nouvelle ligne de
production (Ligne C5) dans le tableau de bord eau en fournissant les consommations
standars des pasteurisateurs et des rinceuses d’eau ; une ligne que la brasserie vient
d’installer la semaine 20 de l’année 2014.
Quelques exemples de l’analyse énergétique :
Détections de problème de compteurs : les compteurs sont mes principaux
outils de travail vu que chaque début de semaine j’ai besoins des chiffres de
consommation de chaque atelier et chaque équipement pour faire mes ratios
tout en vérifiant que les résultats soient cohérents avec les semaines
précédentes. En cas de problème (fuite – problème d’affichage - ….), je dois le
signaler au responsable de l’atelier. Dernièrement en comparant le compteur
numérique (envoi de pulsation) et le compteur mécanique (relevé à la main) du
24. compresseur d’air Centac 2, j’ai remarqué une grande différence du à une
défaillance du compteur mécanique qui devrait être remplacé prochainement.
La consommation inconnue : On retrouve dans le tableau de bord une
consommation inconnue qui avoisine les 50 KWh par semaine ; une des plus
grande consommation de l’usine ; une consommation que j’ai du mal à suivre
et à identifier à cause de l’absence des compteurs électriques dans quelque
zone de la brasserie ce qui rend la tâche difficile à comprendre et expliquer
une dérive des équipements. Cette consommation continue est calculée de la
façon suivante :
Pour une meilleure optimisation du tableau de bord, j’ai listé les zones
et les équipements nécessitant un compteur électrique afin de mieux identifier
notre consommation inconnue ; une étude qui a été déjà faite avant mon
arrivée ; la commande sera faite prochainement au cours de l’année 2015.
Les pertes dues aux transformateurs : La brasserie Heineken de Mons en
Baroeul possède 17 transformateurs, il y a une perte de 10% entre l’arrivée
générale du courant et la somme des consommations électriques en sortie de
l’ensemble des transformateurs présents sur le site. Pour réaliser une étude
approfondie du problème, Heineken a fait appel à une société extérieure dont
les résultats étaient les suivants :
On peut distinguer deux différentes pertes de transformateurs :
Les pertes à vide (ou pertes "fer") se produisent au sein du noyau
ferromagnétique. Elles sont constantes quel que soit le régime de charge
du transformateur, c'est-à-dire quelle que soit la consommation du
bâtiment qui y est raccordé.
Les pertes en charge (ou pertes "en court-circuit" ou pertes "cuivre")
sont, elles, dues à l'effet Joule (perte par échauffement des fils ou
feuillards parcourus par un courant), augmentées des pertes
Consommation Inconnue = Consommation générale de la brasserie – Consommations des
équipements
25. additionnelles (pertes supplémentaires occasionnées par les courants
parasites dans les enroulements et pièces de construction).
J’ai partagé les 4 premières semaines de stage avec un étudiant de
l’université de Poitier qui était en fin de stage à la centrale des fluides.
Ce dernier travaillait sur l’abaissement de tension d’un des
transformateurs de l’usine. Une étude qu’il a partagée avec moi et dont
j’ai apporté mes connaissances en électrotechniques (UV : EL48-EL47) sur
la partie théorique.
D’où vient l’idée ?
C’est un retour d’expérience de la brasserie Heineken en Angleterre. Grace à
un abaissement de tension de sortie d’un des transformateurs, ils ont
remarqué une baisse de la consommation électrique des équipements reliés
bien évidemment à ce transformateur. Une baisse de puissance avoisinant
les 5%.
Choix du transformateur
Les 17 transformateurs de la brasserie permettent de passer de 3KV à soit
220 V, ou soit 380 V, bien évidemment ces valeurs de tension en sortie ne
correspondent pas précisément à la tension affichée sur la plaque
signalétique des transformateurs. Après avoir mesuré la tension en avale
des différents transformateurs, on a choisit l’abaissement en premier temps
du transformateur 14 du poste E1 qui a une tension en avale de 415 V lors
d’un arrêt de brasserie 8 septembre 2014, et en deuxième temps on a choisit
l’abaissement de tous les transformateurs du poste E1 qui ont également une
tension en avale de 415 V lors d’un second arrêt de brasserie le 13 décembre
2015. Ces abaissement de tension de ces transformateurs ne constituent
aucun risquent vu que leur tension en avale est haute.
Déroulement de l’expérience
Pour réaliser une baisse de tension en sortie du transformateur, il faut alors
modifier le rapport entre les enroulements. On est donc passé d’une entrée
de 20KV à une entre correspondante à 20.5KV, à noter que les
transformateurs du poste E1 admettent différentes tensions d’entrées
possibles : 19KV, 19.5KV, 20KV, 20.5KV, 21KV.
26. Suite à l’équation suivante, on peut s’attendre à cette nouvelle tension en
avale après l’abaissement de tension :
𝑽′
𝟐 =
𝑽𝟐 ∗ 𝑽𝟏
𝑽𝟏′
=
𝟒𝟏𝟓 ∗ 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎
𝟐𝟎𝟓𝟎𝟎
= 𝟒𝟎𝟓 𝑽
PS : L’indice « 1 » correspond au circuit primaire et le « 2 » correspondent au circuit secondaire
Retour d’expérience
A première vu, on constate une légère amélioration de 0.008 du cos(phi), ce
qui est bon signe , on remarque même une baisse de consommation
électrique des équipement reliés aux transformateur mais cette information
s’oppose lorsque qu’on ramène cette baisse de consommation électrique à
la quantité de bière produite vu que le ratio électrique à connu une légère
augmentation de 0.04 KWH/hl pcd. Une expérience loin d’être concluante à
cause des nombreuses contradictions.
Pour abaisser la tension, il a fallu consigner les transformateurs, des étapes de
consignation que j’ai apprise lors de ma formation de 4 jours à SOCOTEC pour
décrocher mon habilitation électrique au niveau : BT B1, HT H1.
NB : Ce n’est pas moi qui ai fait la consignation à cause d’un manque d’expérience et la
dangerosité de l’opération.
Séparation de la basse tension avec débrochage
Condamnation du disjoncteur basse tension avec retrait de clé prisonnière
Vérification de l’absence de tension sur la basse tension
Séparation du circuit haute tension
Condamnation du circuit Haute tension
Vérification de l‘absence de tension par les voyants hautes tensions
Mise à la terre et en court-circuit
Vérification d’absence de tension sur le circuit haute tension
27. Pour mettre les transformateurs en services, il faut suivre les étapes de consignation
dans le sens inverse.
2) Le DCS
Durant mon Stage j’avais l’occasion d’animer chaque jour à 8h00 du matin une petite
réunion « Le DCS » avec la présence d’un conducteur de travaux et de deux techniciens
centrale des fluides, une réunion qui nous ramène à voir et discuter différents les
points de la centrale des fluides de façon quotidienne en analysant les données
suivantes :
Indice de sécurité :
Dès mon premier jour à la brasserie, les responsables de ma formation
d’intégration m’ont fait face aux risques d’accidents présents à l’usine tels que les
glissades, brulures chimique-thermique ou asphyxions par CO2-AMONIAC etc…. Afin
de se protéger, j’ai eu à dispositions des EPI, des équipements de protection
individuelle (EPI) qui protège l’individu contre un risque donné, et selon l'activité qu'il
sera amené à exercer. D'une manière générale, l'ensemble du corps peut et doit être
protégé sinon en cas d’oubli la personne risque une verbalisation par le responsable
de sécurité ou de son supérieur. Mes activés en tant que stagiaire nécessitaient le port
des EPI suivant :
Port de chaussure de sécurité (présence de verre - clous... sur le sol)
Lunettes contre les projections
Une casquette avec une coque de protection
Protections auditives contre les bruits des machines
Gilet jaune fluo
La nécessité du port des EPI a pour premier objectif de protéger le salarié face aux
risques de travail mais pas que, j’ai su que l’entreprise est obligé de verser
mensuellement une importante somme d’argent à la sécurité sociale en cas d’accident.
Une raison qui peut expliquer le fait que HEINEKEN ne rigole pas sur la question de
sécurité de ces employés car elle peut subir de lourdes conséquences économiques.
Donc chaque matin on doit prendre en compte les tags qui ont été déposé signalant
un accident ou un risque d’accident tout en précisant le lieu afin de faire le nécessaire
comme par exemple : mettre des étiquettes « Tenir la rampe » sur les rampes afin
d’éviter les chutes d’escaliers.
28. Indicateurs de Performances :
Avant de commencer le DCS, j’ai la mission d’extraire les données du poste de
supervision pour alimenter les tableaux de bord Energie suivants :
Figure : Aperçu du Tableau de bord électricité
Figure : Aperçu du Tableau de bord CO2
29. Après que l’ensemble de la saisie soit réaliser, il ne reste plus qu’à exploiter les résultats
en veillant bien au fait que les résultats soient cohérents sinon vérifier les valeurs
suspectes afin de cibler des compteurs en défauts ou des surconsommations.
Les indicateurs de performances que je surveille avec mes collègues de travail sont:
Le taux d’appoint de la chaufferie :
La vapeur d'eau est utilisée dans un grand nombre d'industries, à Heineken on y
utilise de la vapeur d'eau comme source de chaleur dans des installations comme les
échangeurs de chaleur qui sert à chauffer l’eau osmosée par exemple. Grâce à des
purgeurs de vapeur, on obtient des condensats d’une température avoisinante les 100
°C qui alimentent à leurs tours les chaudières à eau. Il faut noter que l’eau utilisée dans
les chaudières passe par le dégazeur afin d’éliminer l'oxygène ou d'autres gaz dissous
car la présence d’O2 provoque une oxydation de la tuyauterie et sa détérioration. Les
chaudières nécessitent un remplissage d’eau quotidien pour se maintenir au niveau et
l’une des sources de remplissage ce sont les retours condensats mais ils arrivent parfois
que le taux d’appoint de la chaufferie est en dessous de la normale, c’est-à-dire qu’on
utilise une quantité supérieure à la normale d’eau osmosée déminéralisée pour remplir
nos chaudières.
Alors j’avais comme mission de réaliser une analyse de perte et trouver la source du
problème avec l’aide d’un technicien de la centrale des fluides. D’abord on s’est assuré
que le souci ne vient pas de notre atelier, alors on a effectué le tour de la brasserie
(Conditionnement- Brassage et Filtration) pour un contrôle du réseau retours
condensats et l’état de la tuyauterie. On s’est retrouvé face aux cas suivants qui
peuvent expliquer notre problème :
30. Retour Condensats sous-sol Fûts
Retour Condensats au B3 aux égouts
(Conditionnement)
Fuite Vapeur sous-sol Fûts
Purge du réchauffeur 11 (Filtration)
31. Comme vous pouvez voir sur les photos que j’ai prises, on remarque de diverses fuites
vapeur et retour des condensats aux égouts dans les lignes B3 et du Fûts que j’ai signalé
aux différents responsables des ateliers. Le problème du retour condensats au B3 aux
égouts est dû à un échangeur Hors Service qui devrait être remplacé courant Janvier
tandis que la fuite de vapeur était due à un joint vapeur HS. Le réchauffeur 21 et la
purge du réchauffeur 11 sont en détérioration, un devis devra être fait pour les
remplacer.
Au cours de l’analyse de perte, j’ai remarqué malheureusement qu’il y’a un manque
de communication entre les responsables des ateliers car personne n’a signalé l’un
des défauts cités ci-dessus.
Réchauffeur 21 troué
32. Consommation électrique des compresseurs et ratios d’air
La centrale des fluides dispose de 3 compresseurs d’air INGERSOLL qui assure à
maintenir une pression d’air stable comprise entre 5.75 bar et 6 bar pour le bon
fonctionnement des machines de la brasserie.
Figure : Impression d’écran du logiciel de supervision des compresseurs d’air
La centrale des fluides a comme objectif de ne pas dépasser les ratios suivants :
125 Wh/Nm3 au cours de la semaine
250 Wh/Nm3 pendant le Week-End
Malheureusement on a du mal à atteindre nos objectifs ces 4 derniers mois, je me suis
penché sur ce problème pour comprendre sa source et apporter une amélioration au
fonctionnement des 3 compresseurs INGERSOLL. Un problème que je vais détailler
dans les pages suivantes.
33. Consommation des compresseurs de Froid
La brasserie possède un système de réfrigération fonctionnant à l’Ammoniac afin
de refroidir l’eau et la bière.
Principe de fonctionnement
1. L’ammoniac est conservé dans un réservoir sous pression dans un état liquide
(1 018 kPa)
2. Une canalisation transporte l’ammoniac liquide sous pression vers une soupape
de régulation du débit d’ammoniac en fonction de la demande de réfrigération.
3. Cette soupape commande l’admission du liquide dans un évaporateur. Dans
l’évaporateur, la pression chute de 1 000 kPa à 270 kPa et l’ammoniac passe de
l’état liquide à l’état gazeux en absorbant une grande quantité de chaleur (327,5
kcal/kg). On parle de chaleur latente de vaporisation.
4. L’ammoniac gazeux à une pression de 270 kPa est ensuite acheminé vers un
compresseur qui amène la pression à 1 000 kPa.
5. Le gaz chaud à haute pression est ensuite refoulé vers un condenseur de gaz qui
dissipe la chaleur dégagée et permet le passage de l’état gazeux à l’état liquide.
6. L’ammoniac liquide est alors emmagasiné dans le réservoir sous pression et le
cycle peut recommencer.
34. Figure : Cycle de réfrigération
Mais pourquoi l’Ammoniac (NH3) ?
L’Ammoniac est l’un des fluides frigorigènes le plus utilisés dans les grandes
installations industriels de grandes tailles grâce à un bon nombre d’avantage :
L’efficacité énergétique : L'ammoniac est l'un des fluides les plus performantes
couvrantes applications hautes et basses températures
L’Environnement : L'ammoniac est le fluide frigorigène le plus respectueux de
l'environnement.
Sécurité : Même si l’ammoniac est considéré comme un fluide frigorigène
toxique et inflammable à certaines concentrations, il reste néanmoins facile à
détecter même à faible concentration au cas de fuites mineurs. Il faut noter
aussi la présence d’un programme de gestion préventive de santé et de sécurité
pour faire face à sa toxicité et son inflammabilité
35. Tailles des conduites plus petites : En phase vapeur et liquide, l'ammoniac
nécessite des diamètres de conduites plus petits que pour les autres fluides
chimiques.
Meilleur transfert de la chaleur : L'ammoniac présente de meilleures propriétés
de transfert de chaleur que la plupart des fluides frigorigènes chimiques et
permet ainsi l'utilisation d'équipement avec une surface de transfert de chaleur
plus faible coût de construction plus faible
Prix : Le prix de l'ammoniac (au kilo) est bien plus faible que le prix des autres
fluides frigorigènes
Le système de réfrigération est tenu par une société extérieure «Johnson Control» qui
s’occupe de la régulation.
36. Consommation des compresseurs CO2
Le CO2 est utilisé dans de nombreux procédés de fabrication de la bière :
Rincer la tuyauterie
Chasser l’O2 des conduites
Pressuriser les cuves de bière finie
Saturer la bière
En effet la quantité de CO2 injecté varie selon la recette de la bière, il est donc
important de mesurer la teneur en CO2 dissous en sortie de filtration. Lors de ces
procédés, le CO2 est en contact direct avec la bière (CO2 gazeux dans les cuves et CO2
dissous dans la bière), c'est pourquoi la qualité du CO2 est fondamentale.
Afin de faire des économies la brasserie possède une installation CO2 qui permettrait
de récupérer le Dioxyde de Carbonne issu de la fermentation de bière en passant par
les étapes suivantes :
Le CO2 (état gazeux) récupéré de la fermentation passe par un laveur pour
éliminer les résidus de levure et les impuretés comme les traces du sucre.
La présence d’une Baudruche (un grand ballon tenu par un câble) qui joue le
rôle d’un interrupteur permet d’enclencher ou d’arrêter les Compresseur CO2
selon la quantité de CO2 présente. La centrale des fluides possède 3
compresseurs CO2. (photo)
Le CO2 gazeux est sous pression atmosphérique et doit être comprimé donc on
utilise un compresseur CO2. J’ajoute qu’il y’a une récupération de condensats
à partir des purges.
CO2 sous basse pression et basse température => CO2 sous haute pression et
haute température.
Refroidissement par un échangeur
Elimination des composés odorants (esther, aldéhyde, hydrogène sulfuré, ...)
par charbon actif grâce au désodoriseur
37. Elimination de l'eau présente sous forme de vapeur dans le CO2 gazeux par un
sécheur, pour éviter la corrosion ou la formation de glace hydrique
Condensation du CO2 gazeux en traversant un condenseur (Etat liquide en
Haute pression 15 à 18 bar)
Stockage du CO2 sous pression à haute température dans un réservoir
cylindrique isolé thermiquement
Le CO2 est transformé en état gazeux par un évaporateur afin qu’il soit
distribué aux différents ateliers (brassage-filtration-conditionnement)
Notre production de CO2 est inférieure à la consommation, on est amené alors à
importer du CO2.
Figure : Cycle de récupération CO2
38. Trigger Points
C’est un indicateur de suivi de défauts, simple et visuel avec un mode de réaction
bien précis en cas de dérive.
Figure : Indicateur de Suivi de Défauts
L’objectif de cet indicateur est de suivre un défaut sur les 3 différents postes (24h)
pendant 1 semaine comme par exemple :
Compresseur : défaut pression / température huile
Chaudière : Défaut niveau eau
Un indicateur que j’ai optimisé sur Excel à l’ordre du chef pour une meilleure clarté et
un meilleur suivi en catégorisant chaque défaut de la manière suivante :
Instrumentation/Capteur
Moteur/Pompe
Régulation
39. Fuite
Autocontrôle
Autre
Une optimisation qui nous permet de suivre au fil des semaines les défauts par
équipement et par ateliers.
Figure : Indicateur de Suivi de Défauts
A noter que la moyenne de défaut dans l’année 2014 est de :
5.28 Défauts par semaines
Une moyenne très honorable grâce au travail continu des techniciens et conducteur
de travaux de la centrale des fluides.
Pour finir, je voudrai ajouter que l’apparition de >5 défauts en 24h, une analyse de
panne est déclenchée.
40. Plan d’Action :
C’est un document utilisé pour lister les problèmes rencontrés et identifier les actions
avec un responsable et un délai.
Je voudrai ajouter qu’à la fin de chaque mois, un audit est effectué par un responsable
TPM afin de vérifier et noter notre travail pour but de corriger nos lacunes et améliorer
notre DCS. Dernière note obtenu : 96%
41. Pour résumer, Qui fait quoi ?
Le tableau ci-dessus nous éclaire sur la tâche de chaque employé de la centrale des
fluides au cours de la réunion matinale : le DCS.
3) Le 5S
Au cours de mon stage, j’ai eu l’occasion de découvrir une technique de management
nommé le « 5S » ; règles de base de l'ordre de la discipline ; d’ailleurs j’ai reçu une
formation dessus :
C’est quoi le 5S ?
La méthode des 5S fait partie de cette palette en édictant des principes pour améliorer
son environnement de travail. A la clé : meilleure organisation des ateliers et des
bureaux, clarté et propreté.
Pourquoi mettre en place les 5S ?
Améliorer la sécurité et les conditions de travail
Quoi Qui Comment
Renseigner les indicateurs et trigger
chaque matin à 8h
Stagiaire Relever les informations sur machine et mettre
une croix sur les feuilles
En cas de problème Opérateur Remplir le plan d’actions (partie verte) en
expliquant le problème ainsi que les actions
engagées ou proposées pour le résoudre
En cas d’écart d’indicateurs ou de
trigger dans le rouge
Stagiaire +
technicien
Remplir le plan d’action avec les actions
réalisées ou des propositions
Déclencher une analyse de panne si demandé
sur le mode de réaction
42. Renforcer la qualité et les performances
Impliquer et de responsabiliser tous les acteurs
Ces sont des fondations solides et stables pour tous les futurs projets
d’amélioration permettant de travailler plus rapidement sans se perdre des tâches
sans valeur ajoutée, de réduire les accidents de travail pour les ateliers et de se
concentrer sur l'essentiel.
Comment mettre en place les 5S ?
Débarrasser l’environnement de travail
Ranger et mettre en place des règles visuelles simples et compréhensibles par
tous
Etablir un standard et le maintenir au quotidien
Les 5 étapes se résument ainsi :
43. L'ordre des actions est important. On commence par débarrasser (Seiri) pour
finir par le maintien de la rigueur concernant les bonnes habitudes nouvellement
acquises (Shitsuke)
Par Exemple :
1er
S : Supprimer
Atelier de Filtration : Trier et conserver uniquement le strict nécessaire
2ème
S : Situer
AVANT APRES
44. Ranger de façon fonctionnelle et remettre en place systématiquement
3ème
S : Scintiller
Le nettoyage régulier nous permet de détecter plus facilement et plus rapidement
une fuite ou toute autre anomalie.
4ème
S : Standardiser
Matériel de nettoyage incomplet et
mobile
Matériel de nettoyage complet et
positionnement fixe
AVANT APRES
45. Afin que le maintien de la propreté et l'élimination des causes de désordre
deviennent normal, naturel, il est indispensable de les inscrire comme des règles
ordinaires, des standards.
5ème
S : Suivre
En instituant un système de suivi avec affichage d'indicateurs, les désormais "5"S
sont assurés de continuer à vivre, mais aussi de graduellement repousser leurs limites
initiales, dans une démarche d'amélioration continue.
46. 4) Optimisation du compresseur d’air
Comme cité au-dessus, la centrale des fluides est le cœur de la brasserie. Grâce à elle,
la brasserie entière est alimentée par le : Air, CO2, Froid, Eau et Vapeur.
La gestion de tous ces fluides nécessitent une surveillance 24h/7j, une surveillance
réalisée par les conducteurs de travaux pour intervenir à la moindre panne qui peut
arrêter la production.
Leurs horaires étant :
- 5h-13h
- 13h-21h
- 21h-5h
L'air comprimé est considéré comme le quatrième fluide utilisé dans l’industrie, après
l'électricité, le gaz naturel et l'eau
En Europe, au début des années 2000, 10 % de toute l'électricité utilisée par l'industrie
sert à produire de l'air comprimé, cette consommation s'élevant à 80 TWh par an. La
production d'air comprimé représente 11 % de la consommation d'électricité dans
l'industrie en Franc3, soit environ 12 TWh par an.
La production d’air à Heineken est tenue par la société
INGERSOLL ; une société spécialisée dans le chauffage,
ventilation, climatisation et les outils pneumatiques et
hydrauliques. Cette dernière a mis en place 3 compresseurs d’air
pour produire et alimenter la brasserie en air comprimé.
47. L’installation comprend aussi :
Sécheurs : Pour diminuer la teneur en vapeur d'eau contenue dans l'air
comprimé. Cette vapeur d'eau, en se condensant, peut en effet avoir de graves
conséquences sur le réseau et l'outillage.
Réservoir : Pour maintenir une pression quasi constante dans le réseau, de
refroidir l’air comprimé et de récupérer le condensat et obtenir
momentanément une distribution d'air supérieure au débit délivré par le
compresseur
Filtres : Pour limiter la concentration des particules, de l’huile et de l’eau qui
sont véhiculées par l’air comprimé dans le réseau
Purges : Pour évacuer les condensats générés par la production
La société s’occupe de la régulation d’air afin de maintenir une pression stable de 6 Bar
dans le réseau d’air. L’air comprimé est principalement utilisée pour l’ouverture de
vanne par pression.
48. Comme vous pouvez le voir ci-dessus, c’est le logiciel de control de nos 3 compresseurs
d’air de la brasserie. On peut relever les informations suivantes :
La pression du réseau : 596Kpa
Le débit d’air produit : 2376 Nm3/h
La consommation électrique des compresseurs d’air : 287 KW
Le ratio : 121 Wh/Nm3
Chaque compresseur a sa propre consigne de déclenchement et d’arrêt, d’ailleurs
grâce au logiciel on peut changer la consigne du réseau. La production d’air est
maintenue par 2 grands compresseurs (C2 et C3) et un plus petit (C1).
Au cours de mon stage, les objectifs de la centrale des fluides aux niveaux des ratios
étaient de ne pas dépasser
125 Wh/Nm3 au cours de la semaine
250 Wh/Nm3 pendant le Week-End
49. Les objectifs ne sont pas atteints au cours de ces 4 dernier mois vu qu’on dépassait
souvent le seuil de nos ratios d’air. Un problème de régulation qui demandait
l’intervention des ingénieurs INGERSOLL.
Une intervention qui fut le 6 Décembre et dont j’ai profité pour poser des questions
sur les fonctionnements de l’installation et améliorer mes connaissances au sujet des
compresseurs d’air. Durant mes échanges avec Mr Michel CARPENTIER
Responsable Service Control / Energy, il m’a proposé une solution d’optimisation de la
consommation des compresseurs d’air et cela en améliorant son cos (phi) et son
rendement en augmentant la puissance utile de la machine. Cela est possible par
l’installation d’un variateur de vitesse.
Il faut savoir que pour maintenir la pression constante du réseau, souvent l’un des gros
compresseurs (C1 ou C2 ) se met en cascade avec le petit compresseur C1. Si l’un des
grands compresseurs atteint une charge nominale de 100 % sans atteindre la consigne
demandé du réseau qui est de 6 bars, cela enclenche automatiquement le démarrage
du petit compresseur C1 surnommée le NIRVANA afin de compenser le manque d’air.
Un automatisme qui est loin d’être idéale à cause du grand nombre de démarrage du
Nirvana en 24h de fonctionnement ce qui implique une grande consommation
électrique.
Donc pour faire une étude sur la possibilité d’installation d’un variateur de vitesse et
surtout si il y’a possibilité d’avoir un pay-back en 1 an ou 2 ans maximum, il m’a donné
la mission de lui fournir les informations suivantes et de les analyser :
Position BV (Vanne d’aspiration)
Position IV (Vanne d’échappement)
Courant CENTAC (C2 et C3)
Courant NIRVANA (C1)
% de charge NIRVANA (C1)
Nombre Start/Stop NIRVANA (C1)
50. J’ai relevé les données numériques fournis par le logiciel de control pour les mettre
sous forme de courbe pour une meilleure analyse.
Par exemple :
Relevés des courants de C1, C2 et C3 du Lundi 8 Décembre
Comme vous pouvez voir ci-dessus, le C2 et le C1 étaient en cascade. On peut noter
aussi le nombre élevé du Start/Stop du Nirvana (C1) quand le C2 est à charge nominale.
J’ai calculé 84 démarrages en 24h de fonctionnement ce qui est évidemment
beaucoup.
51. Pourcentage d’aspiration du C2 et C3
Pourcentage d’échappement du C2 et C3
Comme le Compresseur C2 était en marche et le C3 à l’arrêt, on distingue bien la différence
entre le pourcentage d’aspiration et d’échappement des 2 compresseurs.
52. Pourcentage de capacité du Nirvana
La charge moyenne du Nirvana en marche et en cascade avec un Centac Full est de 56
%, avec des pointes à 100%
Après avoir fait ces analyses au cours de 18 jours, je suis sorti avec les conclusions
suivantes :
J’ai remarqué qu’au cours de la semaine, le nombre de démarrage de
NIRVANA avoisine les 60-70 Start/Stop en 24h de fonctionnement. Un nombre
assez élevé qui chute considérablement pendant le Week-End vu qu’on a
moins de demande d’air (baisse de la production).
La charge NIRVANA a une moyenne de 54% avec parfois des pointes à 100%.
Pas de batteries de condensateurs pour compenser l’énergie réactive
Malgré l’intervention des ingénieurs INGERSOLL le 6 Décembre, on arrive
toujours pas à atteindre nos objectifs concernant les ratios (>130 Wh/Nm3 au
cours de la semaine et >260 Wh/Nm3 pendant le Week-End)
Pendant le Week-End le % d’échappement (Position BV) est important et pas
stable ce qui explique nos mauvais ratios.
53. J’ai transmis mes conclusions à Michel Caprentier, ce dernier était satisfait de
mon analyse. Mais il avait un doute sur la mesure des courants des moteurs des 2
CENTAC avant d’en tirer des conclusions. Alors j’ai décidé de faire les mesures de
courants demandées en les comparants évidements aux valeurs affiché sur l’écran du
compresseur et pouvoir si il y’a une concordance entre la valeur numérique et la
valeur mesurée.
En mesurant le courant à l’aide de George Da cunha technicien de la centrale des
fluides de chaque phase on retrouve les valeurs suivantes :
· Centac n°2 : En charge nominale on a sur le display : I=535 A
Ø I1=525 A Ɛ=-10 A
Ø I2= 515 A Ɛ=-20 A
Ø I3= 520 A Ɛ=-15 A
· Centac n°3 : En charge nominal on a sur le display : I=568
Ø I1=567 A Ɛ=-1 A
Ø I2=570 A Ɛ=+2 A
Ø I3=570 A Ɛ=+2 A
On peut conclure que les valeurs numériques que j’ai utilisées lors de mes analyses
concordent avec les valeurs mesurées.
54. D’ailleurs il était demandé aussi de lui envoyer les plaques signalétiques des 2
compresseurs :
Plaque signalétique du C2
Plaque signalétique du C3
55. Au cours des 10 dernières semaines de mon stage, j’ai beaucoup échangé avec
INGERSOLL RAND pour leur fournir toutes les informations dont ils ont besoin pour
qu’ils fassent leurs études et leurs analyses pour voir la possibilité d’installer le
variateur de vitesse.
Conclusion de l’étude :
En boostant le ou les CENTAC ont réduit de 60 % les Starts /Stops du NIRVANA et on
améliore de 9 à 12 % l’énergie spécifique la centrale.
Investissement pour un variateur clef en main : 67800 €
7 paramètres rentrent en ligne de compte :
1. A l’aide du variateur on redresse le cos Phi d’un moteur de 0,91 à 0,99 pour 2,4 %
d’énergie consommée au variateur soit 5,6 % de gains
2. On augmente le débit du CENTAC sans aucune pertes durant l’année de 8 % ce ne
sont pas des gains puisque l’on augmente la puissance mais ça retarde le START
/STOP du NIRVANA de 60 % soit 30 à 40 kW pendant 2800 h estimé soit 1,3 % de
gains
3. On augmente pour nos CENTAC de 8 % la plage de modulation soit 1,5 % de gains
4. Un CENTAC asservie avec un variateur ne module plus avec la vanne d’aspiration elle
reste totalement ouverte il faut savoir que la perte de charge que génère la vanne
d’aspiration pendant sa modulation est de 6 à 7 % en énergie spécifique.
5. Avec le variateur nous n’avons plus de marche à vide 0,3 % de gains
6. Avec le variateur nous n’avons plus de limite sur le nombre de démarrage on le limite
quand même à 10 démarrages à l’heure
56. 7. Avec le variateur si le CENTAC montre une faiblesse de ses performances dû à un
encrassement des réfrigérants ou turbines, le régulateur de puissance intègre cette
perte en augmentant la fréquence dans les limites tolérées par le constructeur.
Tous les clients qui ont installés un variateur sur un CENTAC on systématiquement très
vite gagné de l’argent d’après la société INGERSOLL.
Lors de la dernière réunion avec mon tuteur de stage pour faire un point sur
cette expérience de 24 semaines au sein de la brasserie Heineken, il m’a fait savoir qu’il
était satisfait de mon travail concernant l’optimisation des compresseurs d’air et
d’ailleurs ils vont faire une commande au cours de l’année 2015 d’un variateur de
vitesse. Je n’ai pas pu malheureusement l’occasion de suivre le projet jusqu’à sa
réalisation à cause de la fin du stage.
58. Rapport de stage ST40 – A2014ZOUHIR Ismail
Résumé
Durant ce stage, j’ai donc pu suivre précisément la consommation énergétique de la
brasserie afin de remarquer toute dérive anormale. De plus, ce suivi énergétique de la
brasserie m’a permis de me rendre compte de l’existence de certains gouffres énergétiques.
J’ai pu alors me focaliser sur ces pertes en les estimant d’une part, puis en cherchant une
solution viable à l’éradication ou à la diminution de ces pertes.
Ce stage m'a permis de découvrir le monde de l'entreprise, de rentrer en contact avec les
employés de l'usine, un stage qui m'a permis de prendre la parole chaque matin afin
d'animer notre petite réunion quotidienne le "DCS" qui nous permettait de voir et suivre ce
qui va bien et ce qui va mal dans notre atelier. Le grand avantage de mon stage à Heineken,
c'est que je n’étais pas que assis sur le bureau travaillant sur un ordinateur, j'étais aussi un
homme de terrain qui devait aller aux différents ateliers (Brassage−Conditionnement−
Filtration) pour comprendre le processus du fonctionnement de la brasserie et essayer de
trouver une réponse à mes différents problèmes. Ces 24 semaines se sont passées dans la
joie et la bonne humeur en compagnie des salariés de la centrale des fluides. J'ai apporté un
plus à Heineken en leur proposant d'installer un variateur de vitesse sur un compresseur
d'air ce qui permettrait d'augmenter son rendement et ainsi économiser de l'énergie. Un
projet à 67800 euros. La commande sera faite au cours de cette année.
