Il s'agit d'un projet d'économie d'énergie ayant pour résultat une réduction de la consommation électrique de l'usine de production d'oxygène de 6000 Mwh/an.

1. Dossier de candidatureDossier de candidature
Grand Prix du Président de la République
pour l’encouragement à l’utilisation rationnelle de l’énergie et la
promotion des énergies renouvelables
Présenté par : Fathi CHTIOUI
Atef NAGHMOUCHI
Service Énergie

2. Économie d’énergieÉconomie d’énergie
Optimisation de l’exploitation de la
Centrale à Oxygène après l’arrêt
de la filière fonte
Service Énergie

3. Plan de la présentationPlan de la présentationService Énergie
1. Présentation d’ELFOULADH
1. Installation au démarrage de l’usine en 1965
2. Évolution de l’usine 1965-2008
2. Bilan Énergétique d’ELFOULADH
1. Production 2005-2006-2007
2. Consommation Énergétique 2005-2006-2007
3. Centrale Oxygène
1. Installation Linde
2. Capacité de stockage
3. Usage de l’oxygène
4. Usage de l’azote
5. Production de l’oxygène (Process)
6. Principaux équipements électriques

4. Présentation d’ELFOULADHPrésentation d’ELFOULADH
Service Énergie
Adresse : km 3 Route de Tunis - 7050 Menzel BOURGUIBA
Tél. : 72 464 522 - Fax : 72 470 900
 Entreprise publique (> 96%)
 Secteur d’activité : Sidérurgie
 Création : 1962
 Démarrage de la production : 1965
 PDG : Mr Ammar CHAIEB

5. Installations au démarrage de l’usineInstallations au démarrage de l’usine
en 1965en 1965
 Haut fourneau (fonte liquide)
 Convertisseurs à O2 –LD
(70 000 tonnes/an d’acier liquide)
 Coulée continue (billettes)
 Laminoir à barres
(110 000 tonnes/an de RAB)
 Centrale à oxygène
Service Énergie

6. Évolution de l’usine 1965-2008Évolution de l’usine 1965-2008
 1965 : Installations du démarrage
 1971 : Tréfilerie (25 000 tonnes/an)
Structures Métalliques (10 000
tonnes/an)
 1973 : Augmentation de capacité de l’aciérie à
l’oxygène (150 000 tonnes/ an)
Centrale à O2
LINDE
 1974 : Laminoir à fil (70 000 tonnes/an)
 1977 : Aciérie électrique : FEA 7 MVA (30 000
tonnes/an)

7. Évolution de l’usine 1965-2008 (suite)Évolution de l’usine 1965-2008 (suite)
 1994 : Augmentation de la capacité de l’aciérie
électrique (FEA 12 MVA + LF - 65 000
tonnes/an)
 2003 : Arrêt de la filière minerai (HF-LD)
 2007 : Augmentation de la capacité de l’aciérie
électrique (FEA 18 MVA + LF –
100 000 tonnes/an)
 2008 : 2ème
FEA 18MVA (100 000 tonnes / an)
Service Énergie

8. Production 2005-2006-2007Production 2005-2006-2007
Service Énergie
Produit Produit (tonne) (tonne) 20052005 20062006 20072007
billettesbillettes 65 75265 752 67 67667 676 61 18261 182
produits laminproduits laminééss 104 622104 622 142 822142 822 109 676109 676
trtrééfilfilééss 12 37012 370 11 50211 502 14 38214 382
Structures mStructures méétalliquestalliques 5 1785 178 5 8205 820 5 2045 204

9. Consommation énergétiqueConsommation énergétique
2005-2006-20072005-2006-2007
Service Énergie
ConsommationConsommation unitunitéé 20052005 20062006 20072007
ElectricitElectricitéé MwhMwh 100 534100 534 103 005103 005 91 93391 933
Fuel lourdFuel lourd tonnetonne 10 44510 445 13 88813 888 9 6369 636
Fuel domestiqueFuel domestique tonnetonne 1 2571 257 1 1241 124 992992
PropanePropane tonnetonne 1 0631 063 985985 898898
EssenceEssence tonnetonne 3333 2929 2626
gas-oilgas-oil tonnetonne 327327 305305 289289

10. Consommation énergétiqueConsommation énergétique
2005-2006-20072005-2006-2007
Service Énergie
Consommation en TepConsommation en Tep 20052005 20062006 20072007
ElectricitElectricitéé 8 6468 646 8 8588 858 7 9067 906
Fuel lourdFuel lourd 10 22610 226 13 59613 596 9 4349 434
Fuel domestiqueFuel domestique 1 2781 278 1 1431 143 1 0091 009
propanepropane 1 1761 176 1 0891 089 993993
EssenceEssence 3535 3131 2727
gas-oilgas-oil 335335 313313 296296
TotalTotal 21 69621 696 25 03125 031 19 66519 665

11. Centrale à OxygèneCentrale à OxygèneService Énergie

12. Installation LINDE (1973)Installation LINDE (1973)
Capacité de production :
– Oxygène : 3400 Nm3
/h (Pureté >99%)
– Azote : 200 Nm3
/h (Pureté >99%)
Consommation horaire moyenne Nm3
/h:
Avant arrêt HFAvant arrêt HF
(2000)(2000)
Après arrêt HFAprès arrêt HF
(2004)(2004)
OxygèneOxygène 34003400 450450
AzoteAzote 4545 6565
Service Énergie

13. Capacité de stockage NmCapacité de stockage Nm33
Avant arrêt HFAvant arrêt HF Après arrêt HFAprès arrêt HF
OxygèneOxygène 500500 400400
AzoteAzote 1010 110110
Autonomie/NAutonomie/N22 2 h2 h 12 h12 h
Service Énergie

14. Ballons de Stockage d’OxygèneBallons de Stockage d’OxygèneService Énergie

15. Ballons de Stockage d’AzoteBallons de Stockage d’AzoteService Énergie

16. Usage de l’oxygèneUsage de l’oxygène
Décarburation (convertisseur, FEA, LF)
Oxycoupage (coulée continue,
laminoir, ...)
Décrassage des poches et diverses
opérations de nettoyage
Découpage de la ferraille
(conditionnement)
Service Énergie

17. Usage de l’azoteUsage de l’azote
 Brassage (agitation) de l’acier au four
poche
 Traitement thermique à la tréfilerie (recuit)
Service Énergie

18. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
 Procédé de cryogénie fractionnée
 séparation O2
/N2
basée sur la différence de
température de liquéfaction
–T°liq (O2
) = - 183 °C @ 1,013 bar
–T°liq (N2
) = - 196 °C @ 1,013 bar
Service Énergie

19. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
 Compression de l’air jusqu’à la pression
adéquate
 Élimination de l’humidité de l’air
 Élimination du gaz carbonique qui avoisine les
0,03%
 Fractionnement de l’air en oxygène et azote
Service Énergie

20. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
Compression de l’air jusqu’à la pression
adéquate
Service Énergie

21. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
Élimination de l’humidité de l’airService Énergie

22. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
Élimination du gaz carboniqueService Énergie

23. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
Fractionnement de l’air en oxygène et
azote
Service Énergie

24. Production de l’OProduction de l’O22 purpur
Service Énergie

25. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
ÉquipementÉquipement MarqueMarque PuissancePuissance
MoteurMoteur
(kw)(kw)
Compresseur d’airCompresseur d’air
processprocess
DEMAGDEMAG 22402240
Compresseur d’oxygèneCompresseur d’oxygène
SulzerSulzer
IIIIII
500500
PC2PC2 500500
Sulzer ISulzer I 200200
Sulzer IISulzer II 200200
PC3PC3 7575
Compresseur d’azoteCompresseur d’azote N2_1N2_1 3737

26. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
Compresseur d’air DEMAG

27. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
Compresseur d’oxygène Sulzer III

28. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
Compresseur d’oxygène PC2

29. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
Compresseur d’oxygène Sulzer I et II

30. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’oxygène PC3

31. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie
Compresseur d’azote burkhardh

32. Plan de la PrésentationPlan de la PrésentationService Énergie
1. Présentation de la réalisation
2. Aspect technique
1. Données techniques de la centrale
2. faisabilité
3. Solution
4. Résultats
1. Résultats quantitatifs
2. Résultats qualitatifs
3. Aspect économique et financier
4. Aspect social
5. Aspect environnemental
6. Aspect promotionnel

33. Présentation de la réalisationPrésentation de la réalisation
Projet d’économie d’énergie à la centrale à oxygène d’elfouladh
Service Énergie
Intitulé:
But:
réduire la consommation d’énergie électrique de la centrale à oxygène
Réalisation:
 année 2005
Moyen propre d’ELFOULADH

34. AspectAspect
techniquetechnique
Le projet a consisté à optimiser l’exploitation
de la centrale à oxygène de façon à satisfaire
les besoins de l’usine en oxygène et azote
et tenant compte des restrictions imposées
par les équipements de cette centrale
Service Énergie

35. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale
 Les capacités minimales de production d’oxygène
et d’azote sont nettement plus grandes que les
besoins d’ELFOULADH :
80% de la production d’oxygène et d’azote est
mise à l’air.
 Les équipements de la centrale à oxygène ne
permettent pas une exploitation à moins de 60%
(qui est compatible au besoin réel de l’usine) :
contrainte du process.
Service Énergie

36. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale
Service Énergie
Production
maximale
Production
minimale
Avant arrêt HF
(2000)
Après arrêt HF
(2004)
Oxygène 3600 2100 3400 450
Azote 250 100 45 65

37. Service Énergie Production et consommation oxygèneProduction et consommation oxygène
13 835
16 497
24 173
27 832
21 024
20 414
29 290
30 152
27 905
20 047
26 409
29 199
23 566
20 515
18 145
7 361
2 703 2 146
3 1213 609
M Nm3
5M Nm3
10M Nm3
15M Nm3
20M Nm3
25M Nm3
30M Nm3
35M Nm3
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
production d'oxygène
Consommation

38. Service Énergie
Données techniques de laDonnées techniques de la
centralecentrale
Consommation d'oxygène des secteurs
0
1 000 000
2 000 000
3 000 000
4 000 000
5 000 000
6 000 000
7 000 000
8 000 000
9 000 000
10 000 000
11 000 000
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
0
5 000 000
10 000 000
15 000 000
20 000 000
25 000 000
30 000 000
HF
CW
LD
C.C.
SOMERE
Autre
Production

39. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale
 Une réduire partielle de la consommation électrique:
– diminution des heures de marches des compresseurs d’oxygène
• Avant l’arrêt du HF (2000) : 5 018 Mwh (calculé)
• Après l’arrêt du HF (2004) : 1 180 Mwh (calculé)
– Consommation électrique totale
• Avant l’arrêt du HF (2000) : 24 258 Mwh
• Après l’arrêt du HF (2004) : 16 936 Mwh
Service Énergie

40. Service Énergie
Heures de marches des compresseursHeures de marches des compresseurs
d’oxygèned’oxygène
0:00
2400:00
4800:00
7200:00
9600:00
12000:00
14400:00
16800:00
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
SulzerIII_PC2
SulzerI_II

41. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale
 Une réduction de la consommation électrique de la centrale à
oxygène revient à arrêter le grand consommateur de cette
énergie, le compresseur d’air DEMAG
Service Énergie
2240 kW

42. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale
 Compresseur DEMAG:
– Grand consommateur de l’énergie électriqueService Énergie

43. FaisabilitéFaisabilité
1. Arrêt sans perturbation des consommateurs
2. Arrêt sans perturbation de l’installation
Service Énergie

44. La SolutionLa Solution
 Modifier (harmoniser) les capacités de stockage
de l’oxygène et de l’azote de façon à pourvoir
arrêter la centrale à oxygène sans incidence sur
la marche de l’usine.
Service Énergie
Capacité de stockage (en m3
)
Autonomie de
l’usine/N2 (en h)Oxygène Azote
Avant 2005 500 10 2
Après 2005 400 110 12
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)

45. La SolutionLa Solution
Service Énergie
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)
1
2
3
4
5
Compresseur azote
Vers Stockage Oxygène
Ballon 10 m3
Ballon 100 m3
Avant la réalisation

46. La SolutionLa Solution
Service Énergie
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)
1
2
3
4
5
Compresseur azote
Vers Stockage Oxygène
Ballon 10 m3
Ballon 100 m3
Après la réalisation

47. Modification du ballon de stockageModification du ballon de stockageService Énergie

48. La SolutionLa Solution
Service Énergie
(Arrêt sans perturbation de l’installation)
1. Équipements:
1. Heures de marche
2. Nombre de démarrage
3. Refroidissement
• Process:
• Système REVEX
• Régénération des adsorbeurs
• Mise au point de l’installation

49. Service Énergie Arrêt de la centrale à oxygèneArrêt de la centrale à oxygène
71:25 68:55 56:50 55:30 87:55 65:40 69:17 58:45 80:10
207:10
1471:10
2863:15
3239:55
00:00
480:00
960:00
1440:00
1920:00
2400:00
2880:00
3360:00
3840:00
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

50. Résultats qualitatifsRésultats qualitatifs
 NOTORIETE :
• Projet peu coûteux et résultat concret
• Vecteur d’incitation pour d’autres industries.
Service Énergie
 DEMONSTRATIF :
Sensibilisation du personnel sur l’importance accordée
par l’entreprise à la maîtrise de l’énergie

51. Résultats quantitatifsRésultats quantitatifs
 Économie d’énergie électrique
Service Énergie
1800 à 2000 kWh par heure d’arrêt de la centrale
environ 6000 Mwh/an
 Economie annuelle :

52. Service Énergie Consommation ÉlectriqueConsommation Électrique
10 308
12 070
14 656
16 936
17 441
24 445
24 258
21 445
23 468
10 000 Mwh
12 000 Mwh
14 000 Mwh
16 000 Mwh
18 000 Mwh
20 000 Mwh
22 000 Mwh
24 000 Mwh
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
arrêt haut fourneau
juin 2003

53. Résultats quantitatifsRésultats quantitatifs
 Économie réalisée en 2005, 2006 et 2007
Service Énergie
Année
Consommation
Electrique
kwh
Économie (par rapport à la
consommation de 2004)
En kwh
final
(en TEP)
primaire
(en TEP)
2004 16 936 112
2005 14 655 510 2 280 602 196 645
2006 12 070 268 4 865 844 418 1 377
2007 10 307 726 6 628 386 570 1 875

54. Aspect économique et financierAspect économique et financier
 Pas d’investissement (seulement immatériel)
 Moyens propres d’ELFOULADH
 Rentabilité
Service Énergie
Année
Consommation
Electrique
kwh
Prix moyen
du kwh
En DT
Economie
(par rapport à 2004)
En kwh En DT
2004 16 936 112
2005 14 655 510 0.065 2 280 602 148 239
2006 12 070 268 0.070 4 865 844 340 609

55. Aspect socialAspect social
Service Énergie
 Amélioration des conditions de travail dans la centrale
 Améliorer la disponibilité du personnel d’exploitation
de la centrale (réalisation de certains travaux
pendant l’arrêt)
 Plus de maintenance préventive
 Moins de stress

56. Aspect environnementalAspect environnemental
Service Énergie
Élimination des nuisances sonores pendant les
périodes d’arrêt de la centrale soit une
réduction de moitié de la durée d’exposition du
personnel.

57. Aspect environnementalAspect environnemental
Service Énergie
Exemple de nuisance
Compresseur DEMAG

58. Aspect environnementalAspect environnemental
Service Énergie
Exemple de nuisance
Mise à l’air

59. Aspect promotionnelAspect promotionnel
Service Énergie
 Projet discuté dans un séminaire sur l’efficacité
énergétique organisée par l’ANME en mai 2006
 il a suscité l’attention des participants à ce
séminaire

60. MERCI DE VOTRE ATTENTIONMERCI DE VOTRE ATTENTION
Service Énergie
Fathi CHTIOUI
Atef NAGHMOUCHI
Février 2008