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Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
1
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
2
Remerciement
Le présent projet est le fruit du travail réalisé dans le cadre de mon stage d’ouvrier
en première année cycle d’ingénieur : Génie électrique à l’école normale supérieure de
l’enseignement technique de Rabat. Ce stage s’est déroulé à l’entreprise Salam Gaz au
centre emplisseur d’Al Hoceima.
Je tiens à féliciter l’entreprise Salam Gaz pour le rôle qu’il joue dans l’intégration
des stagiaires au sein des centres emplisseurs. Mes remerciements vont, tout d’abord, au
Monsieur le chef du centre emplisseur d’Al Hoceima M.Yassine GAJJAOUI, ainsi au
Monsieur le responsable contrôle et sécurité au centre emplisseur d’Al Hoceima
M.Mohammed TEMSAMANI pour leurs accueils chaleureux, leurs confiances et leurs
aides précieuses apportées au cours de ce stage. Aussi, je tiens à remercier l’ensemble de
personnel qui m’a facilité les échanges et les conditions du travail durant mon stage.
J’exprime aussi mon profond respect et mes remerciements chaleureux à tous ceux
qui m’ont aidé de près et de loin à réaliser ce travail et plus particulièrement
les administrateurs et les ouvriers du centre emplisseurs d’Al Hoceima.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
3
Table des matières
Remerciements.....................................................................................................................2
Table des matières................................................................................................................3
Liste des figures ...................................................................................................................6
Liste des tableaux.................................................................................................................8
Liste des abréviations...........................................................................................................9
Introduction générale..........................................................................................................10
Chapitre 1 : Présentation de société Salam gaz et du centre emplisseur d’Al Hoceima...11
Introduction........................................................................................................................12
I. Présentation de la société.................................................................................... 12
1. Historique de la société................................................................................ 12
2. Sites d’activités ............................................................................................. 12
3. Fiche d’identité du centre emplisseur d’Al Hoceima................................... 13
4. Organigramme du centre emplisseur d’Al Hoceima.................................... 14
5. Unités du centre emplisseur d’Al Hoceima ................................................. 15
a. Unité de sécurité...................................................................................... 15
b. Unité de déchargement............................................................................ 16
c. Unité de stockage.................................................................................... 17
d. Unité d’emplissage.................................................................................. 18
e. Unité d’entretien et de contrôle de bouteille de gaz................................ 18
f. Unité électrique....................................................................................... 19
6. Les différents clients de la société Salam Gaz............................................. 20
II. Présentation de sites d’activités, produits et activités.................................................. 20
1. Produits et activités ....................................................................................... 20
2. Utilisation GPL ............................................................................................. 21
3. Caractéristiques GPL .................................................................................... 21
4. Approvisionnements et logistiques ............................................................... 22
5. Emplissage et livraison ................................................................................. 23
6. Service clients ............................................................................................... 24
III. Politique QSE et RSE de la société.......................................................................................... 24
Conclusion................................................................................................................... 26
Chapitre 2 : Partie théorique : Compresseurs et pompes................................................. 27
Introduction................................................................................................................. 28
I. Les compresseurs................................................................................................. 28
1. Principe de fonctionnement .......................................................................... 28
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
4
2. Classification des compresseurs.................................................................... 28
a. Compresseurs rotatifs............................................................................. 29
b. Compresseurs alternatifs........................................................................ 31
II. Les pompes........................................................................................................... 33
1. Introduction ..................................................................................................... 33
2. Classification des pompes ............................................................................... 33
3. Domaine d’utilisation...................................................................................... 34
4. Pompes volumétriques..................................................................................... 34
a. Pompes volumétriques alternatives.......................................................... 35
b. Pompes volumétriques rotatives............................................................... 37
5. Turbo-pompes.................................................................................................. 39
Conclusion.................................................................................................................... 43
Chapitre 3 : Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL........................ 44
Introduction.................................................................................................................. 45
I. Problématique...................................................................................................... 45
1. La situation actuelle........................................................................................... 45
2. Principe de fonctionnement et caractéristiques de démarrage actuel
(Etoile/Triangle) ............................................................................................... 46
3. Analyse de la consommation d’énergie électrique du compresseur .................. 48
II. Solutions proposées............................................................................................................................ 49
1. 1ère
solution....................................................................................................... 49
a. Principe du fonctionnement ..................................................................... 49
b. Critère du choix........................................................................................ 50
2. 2ème
solution...................................................................................................... 51
a. Principe du fonctionnement ..................................................................... 51
b. Critère du choix........................................................................................ 51
III. Généralités sur les dispositifs électroniques choisis ...................................................... 52
1. Variateur électronique de vitesse....................................................................... 52
a. Définition ................................................................................................. 52
b. La constitution.......................................................................................... 52
2. Etude de démarrage ........................................................................................... 53
3. Schéma électrique et l’appareillage du moteur.................................................. 55
Conclusion.................................................................................................................... 59
Chapitre 4 : Analyse économique ..................................................................................... 60
Introduction .................................................................................................................. 61
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
5
I. Etude de la consommation énergétique .................................................................................. 61
1. La consommation énergétique au démarrage .................................................... 62
a. Par compresseur ...................................................................................... 62
b. Par pompe................................................................................................ 62
2. La consommation énergétique au fonctionnement ........................................... 63
a. Par compresseur ...................................................................................... 63
b. Par pompe................................................................................................ 63
3. Analyse économique.......................................................................................... 63
4. Comparaison et conclusion des résultats .......................................................... 64
II. Le cout des machines et pièces utilisées.............................................................. 65
III. Le retour sur l’investissement ...................................................................................................... 66
Conclusion.................................................................................................................... 66
Conclusion générale .......................................................................................................... 67
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................... 68
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES........................................................................... 68
ANNEXES ........................................................................................................................ 69
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
6
LISTES DES FIGURES
Figure 1 : Les centres d’activité de Salam Gaz
Figure 2 : Organigramme du centre emplisseur d’Al-Hoceima
Figure 3 : Poste déchargement camions-citerne
Figure 4 : Les réservoirs du stockage au centre emplisseur d’Al Hoceima
Figure 5 : La peinture des bouteilles domestiques
Figure 6 : Quelque différents clients de Salam Gaz
Figure 7 : Types des bouteilles remplies
Figure 8 : Schéma de principe d’un compresseur
Figure 9 : Classification des compresseurs
Figure 10 : Compresseur à palette
Figure 11 : Compresseur à vis
Figure 12 : Compresseur à pistons
Figure 13 : Classification des pompes
Figure 14 : Domaine d’utilisation de ces deux types de pompes
Figure 15 : Schéma explicatif du fonctionnement d’une pompe à pistons
Figure 16 : Principe du fonctionnement d’une pompe à diaphragme
Figure 17 : Principe du fonctionnement d’une pompe à piston plongeur
Figure 18 : Principe du fonctionnement d’une pompe à engrenages
Figure 19 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide
Figure 20 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
7
Figure 21 : Exemples des turbo-pompes
Figure 22 : Le compresseur de dépotage du GPL au centre emplisseur d’Al Hoceima
Figure 23 : Schéma électrique d’un démarrage étoile/triangle d’un MAS
Figure 24 : Pompe volumétrique du GPL
Figure 25 : Variateur électronique de vitesse
Figure 26 : Démarrage d’un moteur asynchrone triphasé avec un démarreur progressif
Figure 27 : Symbole d’un sectionneur
Figure 28 1: Sectionneur électrique
Figure 29 : Symbole d’un contacteur
Figure 30 : Contacteur électrique
Figure 31 : Symbole de contacteur auxiliaire
Figure 32 : Contacteur auxiliaire
Figure 33 : Symbole d’un relais thermique
Figure 34 : Relais thermique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
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LES DES TABLEAUX
Tableau 1: Données sur la société Salam Gaz
Tableau 2 : Répartition du terrain du centre emplisseur d’Al Hoceima
Tableau 3 : Nombres pompières GPL et postes chargements
Tableau 4 : Réservoir de GPL
Tableau 5 : Caractéristiques réglementaires du Butane et Propane
Tableau 6 : L’appareillage du moteur asynchrone triphasé du compresseur
Tableau 7 : La durée d’opération déchargement camion-citerne
Tableau 8 : Les tarifs de la consommation d’énergie électrique
Tableau 9 : Fiche caractéristique d’ATV61HD37N3
Tableau 10 : Fiche caractéristique d’ATV61HD30N3
Tableau 11 : Le bilan de puissance des deux méthodes de dépotage
Tableau 12 : La consommation énergétique et le prix des deux méthodes adoptées
Tableau 13 : Comparaison entre l’ancien et le nouveau système
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
9
LES DES ABREVIATIONS
(Par ordre alphabétique)
ADF : Antidéflagrant
BD : Bouteille à domestique
CAD : Conception Assistée par Ordinateur
GPL : Gaz de Pétrole Liquéfiés
Ha : Hectare
KTM : Kilomètre
MAD : Dirham Marocain
MAS : Moteur asynchrone triphasé
MLI : Modulation de Largeur d’Impulsion
NC : Normalement Close
NO : Normalement Open
PP : Poudre Polyvalente
QSE : Qualité, Sécurité et Environnement
RSE : Responsabilité Social des Entreprise
SCP : Société Chérifienne des Pétroles
SMI : Système de Management Intégré
TM : Tonne Métrique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
10
Introduction générale
Du 01 au 31 Aout 2017, j’ai effectué un stage d’ouvrier de première année cycle
d’ingénieur, en génie électrique au sein de l’entreprise Salam Gaz centre emplisseur
d’Alhoceima qui est une entreprise à caractère commercial, sa tache est l’emplissage des
bouteilles domestiques.
Le centre emplisseur d’Al Hoceima utilise un compresseur Blackmer à démarrage
étoile-triangle pour décharger le GPL du camion vers les réservoirs du centre, alors que
cette dernière m’a proposé de faire une étude comparative entre les méthodes de transfert
du GPL « Dépotage » pour qu’elle puisse choisir la méthode moins consommée au sens
énergétique.
Dans mon travail, j’ai essayé de comparer entre l’utilisation d’un compresseur et
une pompe comme deux solutions distinctes. Pour mener bien ce travail, mon rapport
comporte quatre chapitres :
Le premier a été consacré à la présentation de l’entreprise Salam Gaz et du centre
emplisseur d’Al Hoceima.
Le deuxième est dédié à la partie théorique du mon projet, plus particulièrement à
la présentation des compresseurs et pompes.
Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL était comme troisième
chapitre du mon projet.
Pour conclure, le quatrième chapitre a été consacré à l’évaluation économique afin
de déterminer le cout total du projet ainsi que le retour d’investissement.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
11
Chapitre 1 :
Présentation de société Salam gaz
et du centre emplisseur
d’Al-Hoceima
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
12
INTRODUCTION
Dans ce chapitre, je vais présenter la société industrielle Salam Gaz où s’est
déroulé mon stage, faire une description des différentes missions et activités basées
principalement sur l’emplissage des bouteilles par des différents types du gaz (butane ou
propane), et collecter les informations caractéristiques du centre tel que son organisation
personnelle qui permet de définir la structure hiérarchique de chaque agent, ainsi que les
différentes unités du centre et aussi les clients principaux de ces derniers. Finalement je
vais présenter sa Politique Qualité, Sécurité Et Environnement qui se qualifie
essentiellement sur les référentiels ISO 9001, OHSAS 18001 et ISO 14001.
I. Présentation de la société :
1. Historique de la société :
Salam Gaz capitalise plus de 50 ans d'expertise et de savoir faire dans le domaine
de l'emplissage des GPL, à travers la société chérifienne des pétroles, pionnière dans
l’introduction des GPL au Maroc.
Par association entre SCP et Tissir Primagaz. Ce Partenariat a été concrétisé par la
construction et la mise en service du premier centre emplisseur portant son nom.
Salam Gaz Skhirat a poursuivi son développement par la réalisation du centre
emplisseur de Larache.
Suite à sa privatisation en 1997 et avant sa fusion avec SAMIR, la SCP a cédé en
décembre 1998 ses actifs GPL à Salam Gaz. Cette opération était accompagnée par une
augmentation du capital social auquel y ont été associés de nouveaux opérateurs.
2. Sites d’activités :
Salam Gaz compte 12 centres emplisseurs d’une capacité de 520.000 TM
localisés principalement dans le Nord et l’Est du pays, ainsi qu’un Terminal
à Nador Béni Ansar, d’une capacité d’importation de 200.000 T/an.
Ces centres emplisseurs fournissent des prestations d'entretien de bouteilles et
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
13
de casiers. Les centres emplisseurs de Salam Gaz sont conformes aux
normes marocaines et aux exigences en matière internationale de sécurité.
Ils sont mis à niveau régulièrement pour la mise en place des nouvelles technologies.
Région Nord : Tétouan, Tanger,
Larache
Région de l'Oriental : Oujda, Nador
Sélouane, Al Hoceima
Région Centre : Fès-Meknes, Sidi
Kacem, Taza
Région Ouest : Skhirat
Région Sud Est : Errachidia
Région Sud : Marrakech
1 Terminal de réception de butane à
Nador Béni-Ansar
Figure 1 : Les centres d’activité de Salam Gaz
3. Fiche d’identité du centre emplisseurd’Al Hoceima :
Nom commercial Salam Gaz
Adresse Izammouren - Al Hoceima
Chiffre d’affaires 2013 5.3 Milliards MAD
Investissement 2013 40 Millions MAD
Ventes GPL conditionné 2013 618 KTM
Effectifs permanents à fin 2013 688
Taux de fréquence accidents de travail
2013
0
Taux de gravité accidents de travail 2013 0
Tableau 3: Données sur la société Salam Gaz
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
14
Situation géographique :
Le centre emplisseur Salam Gaz est situé à Izemmouren, Al Hoceima, il est
construit sur un terrain d’une superficie totale de 5,4 Ha. Les aménagements et les
constructions sont répartis comme suit :
Tableau 4 : Répartition du terrain du centre emplisseur d’Al Hoceima
4.Organigramme du centre emplisseur d’Al Hoceima :
Figure 2 : Organigramme du centre emplisseur d’Al-Hoceima
DESIGNATION SUPERFICIE
Bâtiments
Charpente métallique
Aires dallés
Aires goudronnées
1 200 m²
3 000 m²
10 600 m²
12 500 m²
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
15
 Chef de centre : Directeur du centre.
 Responsable administratif et commercial : Les ressources humaines et caractère
commercial (les ventes, les relations avec les clients…etc.)
 Responsable de contrôle de sécurité : Maintenance sécurité, environnement et
supervision des projets.
 Chef d’emplissage : Assure les opérations d’emplissage.
 Agent administratifs : Assure la saisie et le contrôle des données entrées et sorties.
 Mécaniciens : Entretiens et réparations des machines.
 Opérateur mouvements : Assure le dépotage des camions citernes.
 Opérateur Chaîne : Emplissage des BDs et gestion des ouvriers.
 Opérateur Prestations Entretien BD (hors chaine) : Entretiens, Réparations et
contrôles réglementaires des BDs.
5. Unités du centre emplisseur d’Al Hoceima:
a. Unité du sécurité :
Généralement dans le secteur industriel, la sécurité joue un rôle primordial pour la
protection des humains, des installations (équipements) et de l’environnement.
Les hydrocarbures et en particulier le Butane (C4H10 ) et le Propane (C3H8), les
produits manœuvrés dans les centres emplisseurs sont des produits inflammables qui lors
de leur combustion, permettent de libérer une importante énergie sous forme de chaleur.
Ainsi la manipulation des hydrocarbures demande beaucoup de précaution pour éviter les
dangers liés à leur inflammation et savoir maîtriser et limiter les dégâts en cas d’accident.
Pour répondre à la réglementation générale des GPL, le centre dispose de :
 2 Réservoir d’eau incendie d’une capacité de 750 m3;
 2 Groupes incendie de débit unitaire de 500 m3/h dont un de secours ;
 1 Suppresseur ;
 Réseau d’eau incendie maillé avec lances monitor, poteaux incendie et
robinets armés ;
 Boutons arrêts d’urgence et brise-glace avec asservissements ;
 Vannes de sécurités asservies ;
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
16
 Sécurité de niveau des capacités de stockage avec asservissements ;
 Extincteurs PP et CO2 et extincteur automatique au niveau des carrousels ;
 Tableau synoptique de centralisation des alarmes ;
 Système de détection du gaz, flamme et fumée ;
 Gardiennage assuré par une société de surveillance ;
 Mise en place de la vidéo surveillance avec des caméras infrarouge.
b. Unité de déchargement :
Nous savons que le raffinage pétrolier désigne l'ensemble des traitements et
transformations visant à tirer du pétrole brut le maximum des produits. Selon l'objectif
visé en général, ces procédés sont réunis dans une raffinerie (LA SAMIR), qui joue le
rôle de distributeur pour les différents centres d’emplissages. Le GPL est distribué dans
des camions-citernes.
La première procédure suivit par le centre, c’est de peser le poids total du camion
par des capteurs de poids qui sont réparties sur le pont bascule de 50 tonnes. Par la suite
le camion sera dépoté dans les unités de stockages grâce aux trois postes de
déchargement de camion –citerne (2 butanes et 1 propane).
Figure 3 : Poste déchargement camions-citerne
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
17
Pomperies GPL et postes chargements :
DESIGNATION QUANTITE
Compresseurs GPL 01
Pompes butane 03
Pompes propane 01
Postes de déchargement camions citernes 02 Butane + 01 Propane
Pont-bascule électronique 01
Tableau 3 : Nombres pompières GPL et postes chargements
c. Unité de stockage :
DESIGNATION CAPACITE DESIGNATION CAPACITE
Réservoir
Sphère U1201
2 000 m3 Réservoir
cylindrique B1202
145 m3
Tableau 4 : Réservoir de GPL
BUTANE : Réservoir Sphère U1201
PROPANE : Réservoir cylindrique B1202
Figure 4 : Les réservoirs du stockage au centre emplisseur d’Al Hoceima
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
18
d. Unité d’emplissage :
 Chaîne BD 03 & 06Kg :
 Machine lavage automatique des BDs ;
 2 Carrousels de 8 postes unitaires d’une cadence de 1800 BD/h ;
 2 Bascules électroniques de contrôle du poids des BDs ;
 1 Bascule électronique de remise au poids des BDs;
 Double contrôle d’étanchéité par immersion dans l’eau et détecteurs de fuites
électroniques ;
 Machine serrage capsule automatique;
 Bascule de contrôle électronique.
 Chaîne BD 12Kg :
 01 Carrousel 17 postes d’une cadence 957 BD/h ;
 1 Bascule électronique de contrôle du poids des BDs ;
 1 Bascule électronique de remise au poids des BDs;
 Machine pose Joint Auto-Serreur (JAS);
 Double contrôle d’étanchéité par immersion dans l’eau et détecteur de fuites
électronique ;
 Machine serrage capsule ;
 Serrage chapeaux ;
 Chargement automatique.
 Chaîne BD 34 Kg :
 01 Bascules d’emplissage stationnaires ;
 Machine serrage capsule ;
 Bascule mécanique de contrôle de poids ;
e. Unités d’entretien et contrôle de bouteille de gaz :
 Cabine de peinture BD 03 et BD 06 et BD 12 Kg ;
 Machine de redressage pieds BD 03 et 06 et 12 et 34 Kg ;
 Unité d’épreuve BD 03 et 06 et 12 Kg ;
 Unité d’épreuve BD 34 Kg ;
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
19
 Presse de destruction BD ;
 2 Machines de changement de robinet des BDs 06, 12 et 34 Kg ;
 2 Machines de changement de boîte à clapet (BAC).
Figure 5 : La peinture des bouteilles domestiques
f. Unité électrique :
Cette installation permet l’alimentation du centre emplisseur d’Al Hoceima en
électricité, avec une alimentation électrique de 22kV/380V avec un transformateur de
315 kVA, elle se compose de :
 Station de compression d’air avec 2 compresseurs d’air ;
 Distribution principale comporte les fusibles et les disjoncteurs pour tous les
départs vers les tableaux secondaires et une section pour fonction de
télécommande ;
 Installation d’éclairage ;
 Installation des moteurs ;
 Installation d’alarme incendie/gaz ;
 Groupe électrogène de secours 100 kVA ;
 Installation d’arrêt de secours ;
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
20
6. Les différents clients de la société SalamGaz :
Salam Gaz compte parmi ses clients toutes les sociétés de distribution du GPL
conditionné opérant sur le territoire marocain. Afin de mériter la confiance de ses clients,
Salam Gaz est constamment à leur écoute afin de répondre à leurs exigences et leur
fournir le meilleur possible. Cette figure ci-dessous représente les différents clients de
Salam Gaz :
Figure 6 : Quelque différents clients de Salam Gaz
II. Présentation de sites d’activités, produits et activités :
1. Produits et activités :
Salam Gaz joue un rôle important dans l'introduction du gaz butane et propane au
Maroc. Les GPL sont issus du raffinage et des champs gaziers. Ils sont d'un usage
respectueux de l'environnement et d'un coût très compétitif.
L'activité de Salam Gaz consiste à assurer :
 L’approvisionnement et la logistique des GPL par l'importation, le stockage
et le transport ;
 L'emplissage de gaz (Butane et Propane) conditionné pour le compte de sociétés de
distribution à travers un réseau de 12 centres emplisseurs ;
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
21
 Le Service Client par l'entretien et la réparation des bouteilles et des casiers, leur
lavage, leur peinture, et d'autres services qui assurent aux consommateurs la
meilleure qualité et sécurité.
2. Utilisation GPL :
Les GPL offrent une excellente efficacité énergétique. Ils sont respectueux de
l'environnement, facilement manipulables et à coût très compétitif. Le Butane et Propane
sont une source d'énergie très utile dans plusieurs applications : cuisson, chauffage,
sanitaire, industriels, touristiques et agroalimentaires.
Les principaux usages domestiques des GPL sont :
 La cuisson :
Le gaz (GPL) demeure de loin la source d'énergie la plus adoptée en terme de
cuisson, que ce soit dans les complexes de restauration ou bien dans les foyers. La
montée rapide de la température et le réglage immédiat de la puissance permet une
grande souplesse d'utilisation pour une cuisson adaptée qui préserve les aliments de toute
altération. Les fournisseurs de cuisinières offrent actuellement une large gamme
combinâtes thétique et précaution liées à la sécurité d'utilisation. Certaines plaques
assurent la coupure de l'arrivée de gaz en cas d'extinction accidentelle de la flamme.
 L'eau chaude sanitaire :
Grâce au chauffe-eau à gaz profitez d'une eau chaude instantanée autant que le
désirez pour toute la famille. Ces avantages vont de paire avec un coût très compétitif.
 Chauffage :
Le chauffage à gaz vous offre divers avantages: économie, souplesse d’utilisation et
très faible émission de gaz carbonique. Il vous offre ainsi un large confort et bien être
dans votre maison.
3. Caractéristiques GPL :
Les gaz Butane et Propane, appelés couramment GPL font partie de la famille des
hydrocarbures dits "saturés" dont les molécules sont composées d’atomes d’hydrogène
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
22
et de carbone. Ils sont issus à plus de 60 % des champs de gaz naturel. Ils proviennent
pour le reste du raffinage de pétrole brut dont ils représentent entre 2 et 3 % de
l’ensemble des produits raffinés.
CARACTERISTIQUES REGLEMENTAIRES :
BUTANE PROPANE
Formule chimique C4H10 C3H8
Identification des dangers
Gaz liquéfié extrêmement
inflammable
Gaz liquéfié extrêmement
inflammable
Tension Vapeur à 50°C
(Absolu)
≤ 8.5 bar ≤ 20.6 bar
Evaporation à l’essai dit
« en éprouvette ouverte »
- % d’évaporation en
volume à température de
+1°C
95% 98%
Teneur en composés
sulfurés corrosifs
Le butane ne doit pas avoir une
teneur hydrogène sulfuré et en
mercaptans supérieure à celle
décelable par l’essai au plombite de
soude et soufre dit « Docteur Test
Spécial »
Le propane commercial ne doit
pas avoir une teneur hydrogène
sulfuré et en mercaptans
supérieure à celle décelable par
l’essai au plombite de soude et
soufre dit « Docteur Test
Spécial »
Teneur en
Hydrocarbures plus
lourds que le propane
Le résidu ne doit pas dépasser
2% en volume par la méthode
dite « de fusion du mercure »
Teneur en eau Le butane commercial doit être
exempt d’eau entraînée
mécaniquement
Le propane commercial ne doit
pas contenir d’eau décelable par
l’essai au bromure de cobalt
Température d'ébullition 0 °C - 43 °C
Odeur Traités de façon à émettre une odeur caractéristique
Tableau 5 : Caractéristiques réglementaires du Butane et Propane
4. Approvisionnements et logistiques :
L'approvisionnement en GPL vrac représente une importance vitale dans la chaîne
de l'emplissage des bouteilles de gaz.
En matière d'approvisionnement en GPL vrac, Salam Gaz mène une démarche
visant la disponibilité optimale dans ses centres emplisseurs en s'approvisionnant des
sources de proximité chez des fournisseurs potentiels et fiables. De part l'implantation
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
23
géographique des centres emplisseurs, leur approvisionnement est assuré par des achats à
partir des raffineries locales de Mohammedia et de Sidi Kacem et par des importations
via le Terminal GPL de Salam Gaz à Nador et le stockage de Somas à Mohammedia.
Consciente des enjeux majeurs de l'approvisionnement en GPL Vrac, Salam Gaz
poursuit depuis quelques années un programme ambitieux d'investissement en
infrastructure logistique et en outils d'accompagnement du métier de Trading, notamment
pour :
 L’augmentation des capacités de stockage dans les centres emplisseurs.
 L’extension des capacités de réception, de stockage et de livraison du Terminal
GPL à Nador.
 La création d'un nouveau Terminal GPL proche de Nador WEST Med.
 La veille sur les marchés des GPL.
 La formation du personnel de l'approvisionnement et de la logistique.
5. Emplissage etlivraison :
L'emplissage des bouteilles de gaz est
réalisé suivant un processus intégré qui assure
la qualité et la sécurité au consommateur.
Salam Gaz emplie pour le compte de ses
clients et conformément aux normes de sécurité
des bouteilles de tailles et de types différents:
3kg, 6kg, 12kg butane et la bouteille de 34kg
propane.
Figure 7 : Types des bouteilles remplies
Pour les BD de type 12kg butane et 34Kg propane, ils ont même processus
d'emplissage sauf que le des BDs 34Kg sont remplis manuellement.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
24
6. Service clients :
La société Salam Gaz désigne par "Services Clients" l'ensemble des prestations
d'entretien et de réparation des bouteilles et des casiers de ses clients. Dans ce domaine,
elle offre à ses clients un service de qualité répondant aux normes de sécurité.
Cet ensemble de produits d'entretien et de réparation proposé à ses clients leur
permet de réduire le temps d'immobilisation des bouteilles par une remise en état rapide.
Ainsi, ses clients peuvent réaliser des économies sur les frais de la logistique et sur les
coûts des consommables.
Les principales prestations réalisées dans les centres Salam Gaz sont :
 Remplacement des organes d'étanchéité : Robinets et boites à clapet ;
 Lavage des bouteilles ;
 Rée-preuve dans le cadre du contrôle réglementaire des bouteilles ;
 Peinture des bouteilles 3kg, 6kg, 12kg et 34kg ;
 Redressage des pieds de bouteilles ;
 Réparation à chaud et peinture des casiers ;
Ces travaux sont réalisés dans des conditions de qualité et de respect de la
réglementation et des exigences des clients.
III. Politique QSE et RSE de la société :
Salam Gaz fournit un travail continu sur l'amélioration de ses procédures de santé et
sécurité au travail. Elle est aussi consciente de l'implication dans la protection de
l'environnement.
Qualité, Sécurité & Environnement (QSE) :
Salam Gaz a décidé de mettre en place un système de Management Intégré (SMI),
qui s’appuie essentiellement sur les référentiels ISO 9001, OHSAS 18001 et ISO 14001.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
25
Ce système couvre l’ensemble de ses centres emplisseurs, son terminal Nador et
siège administratif, ainsi que toutes ses activités liées aux GPL conditionnés et vrac, à
savoir : la logistique, l’emplissage, les services associés et la commercialisation. Il
constitue le socle de toute une série de démarches, visant l’amélioration continue.
A cet effet Salam Gaz s’engage à :
• Respecter les Lois, les Réglementations, les Normes et les autres exigences en vigueur
dans les domaines QSE, liés à ses activités ;
• Répondre aux exigences des clients en termes de Qualité, Disponibilité, Délais et
Sécurité de ses produits et services ;
• Préserver les bouteilles et les produits fournis par le client ;
• Réduire au niveau le plus faible les Risques et les Impacts Environnementaux de
l’ensemble de ses activités, en particulier ceux liés aux GPL, à la circulation des
personnes et des véhicules, aux travaux relatifs à la peinture des bouteilles, ainsi qu’aux
déchets solides et liquides ;
• Eliminer efficacement toutes les conditions qui pourraient causer des Accidents de
travail, des Maladies professionnelles et pollutions Environnementales ;
• Utiliser les Ressources Naturelles et Energétiques de manière rationnelle ;
• Améliorer continuellement ses performances à travers la Mesure, la surveillance, la
Prévention.
Afin de satisfaire ses engagements, Salam Gaz s’assure :
• De communiquer de façon permanente et efficace sur le système de management
intégré auprès de toutes les parties prenantes intéressées ;
• De disposer d’un veille sur le légal et réglementaire et sur les bonnes pratiques QSE,
évaluer périodiquement sa conformité aux textes de lois, règlements et autres exigences
applicables ;
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
26
• D’améliorer en continu les processus et les bonnes pratiques afin de les rendre plus
efficaces et plus efficients ;
• De renforcer les rapports établis avec ses parties prenantes intéressées ;
• De développer la formation, la sensibilisation, la responsabilisation et la mobilisation de
l’ensemble de ses collaborateurs ;
Cette démarche permettra à Salam Gaz d’améliorer en continu ses produits et
services, dans le respect de la sécurité et de l’environnement et ce, en vue de gagner la
satisfaction de ses clients.
En 2012, Salam Gaza reçus le label CGEM concernant la Responsabilité Social des
Entreprise (RSE).
Sa politique Sociale est axée sur une culture de dialogue avec ses employés et ses
partenaires sociaux. Elle permet de renforcer le climat de confiance et de transparence au
sein de Salam Gaz.
CONCLUSION
Dans ce chapitre, il me semble que j’ai maintenant mieux appris le déroulement du
travail au sein du centre emplisseur d’Al Hoceima, j’ai observé la procédure d’emplissage
des BDs 3kg et celles de 12kg, et aussi la tache de chaque ouvrier, ensuite j’ai visité
la zone de réparation et peinture des BDs, où j’ai pris la procédure adoptée pour changer
les robinets et les clapets des bouteilles défectueuses.
De plus, de ce chapitre j’ai cité les différentes unités existées dans le centre
emplisseur d’Al Hoceima à savoir l’unité de sécurité, l’unité de stockage, l’unité de
déchargement…etc. Cette dernière est appelée le dépotage, qui est une méthode de
déchargement camion-citerne assurée par un compresseur ou une pompe, qui seront
comme axes principal du chapitre suivant, afin de savoir le fonctionnement du chaque
machines d’eux.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
27
Chapitre 2 :
Partie théorique : Compresseurs et
Pompes
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
28
INTRODUCTION
Dans ce chapitre, je vais m’intéresser à la partie théorique du mon projet proposé
par le centre emplisseur d’Al Hoceima, précisément à la présentation des deux machines
électriques utilisées dans lé dépotage de GPL : Les compresseurs et les pompes.
Dans ce sens, je vais citer les différents types des compresseurs et pompes, ainsi
que leurs principes de fonctionnement, afin de choisir les machines adéquates pour le
dépotage du GPL.
I. Les compresseurs :
1. Principe de fonctionnement :
Un compresseur mécanique est un organe mécanique destiné à augmenter la
pression d’un gaz et donc son énergie.
Il existe également des compresseurs sans aucun organe mécanique, ce sont
les thermo-compresseurs, plus communément appelés éjecteurs.
Figure 8 : Schéma de principe d’un compresseur
Utilisation :
Les compresseurs mécaniques sont utilisés dans les automobiles, les avions mais
aussi sur les bateaux à moteur, dans l'industrie pour produire de l'air comprimé, dans
les systèmes frigorifiques, ainsi que dans d’innombrables autres domaines.
Un simple ventilateur peut être considéré comme un compresseur mécanique.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
29
2. Classification des compresseurs :
À pistons Centrifuge
Compresseur hydraulique Axial
À palettes
À vis
Scroll
Figure 9 : Classification des compresseurs À lobe(s)
a. Compresseurs rotatifs :
Centrifuge :
Les compresseurs centrifuges agissent principalement par accélération centrifuge
d’un flux de fluide, on les retrouve également dans les turbines à gaz, turboréacteurs, et
turbocompresseurs
Axial :
Le compresseur axial est un compresseur dont le flux d'air suit l'axe de rotation. Le
compresseur axial génère un flux continu d'air comprimé et fournit un rendement élevé
pour une masse volumique donnée et une section donnée du compresseur. Il est
nécessaire d'avoir plusieurs étages de pales pour obtenir des pressions élevées et des taux
de compression équivalent a ceux d'un compresseur centrifuge.
À palette
Le compresseur à palettes est un compresseur dit à rotation.
Il est constitué d'un stator cylindrique dans lequel tourne un rotor excentré. Ce dernier est
muni de rainures radiales dans lesquelles coulissent des palettes qui sont constamment
plaquées contre la paroi du stator par la force centrifuge.
Compresseurs
Compresseurs
rotatifs
Compresseurs
alternatifs
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
30
La capacité comprise entre deux
palettes est variable. Devant
la tubulure d'aspiration, le volume croît :
il y a donc aspiration du gaz. Ce gaz est
ensuite emprisonné entre deux palettes
et transporté vers la tubulure de
refoulement. Dans cette zone, le volume
décroît et le gaz comprimé s'échappe
dans la tuyauterie de refoulement.
Figure 10 : Compresseur à palette
Deux conceptions de compresseur existent :
 Fonctionnement avec lubrification : les palettes sont en général en acier et l'huile,
outre la diminution du frottement entre palettes et stator, assure l'évacuation des
calories et améliore aussi l'étanchéité au niveau des contacts palettes/stator. Dans
cette configuration, le gaz comprimé est pollué par l'huile, il est donc parfois
indispensable de purifier le gaz comprimé par un procédé adéquat (décantation ou
filtrage).
 Fonctionnement à sec avec des palettes en matériau composite chargé en graphique
ou en téflon.
À vis :
Le compresseur à vis comporte deux vis synchronisées contre rotatives qui
permettent de comprimer le gaz. Comme pour le compresseur à piston, on joue ici sur une
diminution du volume pour augmenter la pression.
L'aspiration du gaz, se fait d'un côté dans l'axes des vis, du côté ou l'empreinte des
vis est la plus creusée, de l'autre côté, après un parcours de plus en plus étroit entre les
vis, le gaz comprimé est libéré.
Les frottements entre les vis sont faibles relativement aux pistons dans les cylindres
qui utilisent des segments pour assurer l'étanchéité.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
31
L'huile utilisée dans ces compresseurs est souvent refroidie. Car, contrairement aux
compresseurs à pistons, l'huile sert surtout à l'étanchéité, mais aussi à la lubrification et au
refroidissement. Si l'huile est trop chaude, elle n'est plus assez visqueuse pour garantir
l'étanchéité et la lubrification.
Il existe aussi des compresseurs à vis dont les
chambres de compression ne sont pas lubrifiées. Les vis
synchronisées, n'entrent pas en contact l'une avec l'autre.
Le gaz comprimé produit est alors totalement exempt
d'huile.
Figure 11 : Compresseur à vis
Scroll
Le compresseur à spirale, également connu sous le nom de compresseur G ou
scroll, emploie deux spirales intercalées comme des palettes pour pomper et comprimer
des fluides. Souvent, une des spires est fixe, alors que l'autre se déplace excentriquement
sans tourner, de sorte à pomper, emprisonner puis comprimer des poches de fluide entre
les spires
À lobes
Le compresseur à engrenage ou à lobes, souvent appelé compresseur roots, est un
système mécanique comprenant deux lobes qui emprisonnent l'air lors de leur rotation.
Le volume emprisonné et le rapport de leur vitesse de rotation par rapport à celle du
moteur qu'il alimente détermine le taux de compression.
b. Compresseurs alternatives :
À pistons
Dans un compresseur à pistons, chaque piston présente un mouvement alternatif
dans un cylindre. Lors de l'aller, le piston aspire le fluide à une certaine pression puis le
comprime au retour.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
32
Pour cela, chaque piston est muni d'une entrée et d'une sortie à clapet anti-retour.
Le clapet d'admission ne peut laisser passer le gaz que vers la chambre du piston. À
l'inverse, le clapet d'échappement ne
peut laisser passer le gaz que vers le
circuit extérieur.
De plus, le clapet d'échappement
offre une certaine résistance, de façon à
ne s'ouvrir que lorsque la pression de
l'intérieur de la chambre du cylindre
atteint une valeur suffisante.
Figure 12 : Compresseur à pistons
Voici le fonctionnement pas à pas :
 Le piston « descend » : la dépression créée à l'intérieur du cylindre entraîne
l'ouverture du clapet d'admission et le fluide est aspiré. Le clapet d'échappement est
fermé, car il ne marche que dans un sens.
 Le piston commence sa « remontée » : le fluide commence à se comprimer, car il ne
peut sortir par le clapet d'admission (clapet anti-retour) et sa pression n'est pas
suffisante pour pousser le clapet d'échappement (maintenu en place par un ressort par
exemple). Le fluide ne pouvant s'échapper, il se compresse, car la « remontée » du
piston diminue le volume dans le cylindre.
 La pression du fluide atteint la pression voulue (contrôlé par la raideur du ressort) :
cette pression est suffisante pour ouvrir le clapet d'échappement et le fluide sous
pression s'échappe donc. Le piston finissant sa remontée, il chasse le fluide tout en
maintenant sa pression.
 Le clapet d'échappement se ferme lorsque le piston arrive au point mort haut et un
nouveau cycle recommence.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
33
Un compresseur à piston est souvent muni de plusieurs pistons, dont les phases
d'admission et d'échappement sont décalées pour avoir une sortie de fluide plus constante
dans le réservoir. En effet, pour chaque piston, la sortie du gaz comprimé n'occupe qu'une
petite partie du cycle.
Compresseur hydraulique
Le terme compresseur ou compresseur hydraulique est aussi beaucoup utilisé pour
nommer un groupe hydraulique ou une centrale hydraulique.
Il peut être à pistons, palettes, engrenages, vis, etc.
La technologie est la même que les compresseurs classiques, mais doit supporter
des pressions entre 20 et 700 bars, selon les applications.
II. Les pompes :
1. Introduction :
Les pompes sont des machines hydrauliques qui servent à déplacer des liquides,
également sont des appareils qui génèrent une différence de pression entre les tubulures
d’entrée et de sortie.
Suivant les conditions d’utilisation, ces machines communiquent au fluide, de
l’énergie potentielle (par accroissement de la pression en aval) soit de l’énergie cinétique
par la mise en mouvement du fluide.
Au point de vue physique, la pompe transforme l’énergie mécanique de son moteur
d’entraînement en énergie hydraulique.
2. Classification des pompes :
Figure 13 : Classification des pompes
Pompes
Pompes
volumétriques
Turbo-pompes
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
34
3. Domaine d’utilisation :
Figure 14 : Domaine d’utilisation de ces deux types de pompes
LES POMPES VOLUMETRIQUES :
Ce sont les pompes à piston, à diaphragme, à noyau plongeur…et les pompes
rotatives telles les pompes à vis, à engrenages, à palettes, péristaltiques….Lorsque le
fluide véhiculé est un gaz, ces pompes sont appelées : Compresseurs.
LES TURBO-POMPES :
Elles sont toutes rotatives. Ce sont les pompes centrifuge, à hélice, hélico-
centrifuge.
4. Pompes volumétriques :
Une pompe volumétrique sous compose d’un corps de pompe parfaitement close à
l’intérieure de qu’elle ce déplace un élément mobile, le fonctionnement repose sur le
principe suivant :
1- Exécution d’un mouvement cyclique.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
35
2- Pendant un cycle un volume déterminer, le liquide pénétrer dans un compartiment,
avant d’être refoulé à la fin. Donc la pression de liquide augmente de la pression
d’aspiration à la pression de refoulement.
On distingue généralement deux types de pompes : des pompes volumétriques
alternatives, et les pompes volumétriques rotatives.
a. Pompes volumétriques alternatives :
Pompes à piston :
Figure 15 : Schéma explicatif du fonctionnement d’une pompe à pistons
1- Clapet d’aspiration.
2- Clapet de refoulement.
Pa : P. atm.
P1 : Pression de liquide dans le cylindre.
P2 : Pression de liquide dans le réservoir.
Quand le piston se déplace gauche à droite, le volume de cylindre qui contient le
liquide augmente est la P1 diminuée, le clapet 1 s’ouvre le liquide monte dans
le cylindre : P1
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
36
Quand le piston va de la droite vers la gauche, la pression de liquide augmente car
le liquide dans une substance incompressible, clapet 1 se ferme et le clapet 2 s’ouvre
donc le liquide est refoulé grâce à une différence de pression (P1-P2).
Les pompes volumétriques alternatives permettre doit obtenu des hauteurs
manométriques totales beaucoup plus élevée que les pompes centrifuges, la pression de
refoulement est ainsi plus importante (25 bar). Le rendement de ce type des pompes est
d’ordre de 0.9 (90 %).
Pompes à diaphragme (doseuses) :
Les pompes à diaphragme sont essentiellement à piston, appelées aussi pompes à
membrane, le fluide n’entre pas en contact avec les éléments mobiles de la machine.
Ces pompes sont donc bien adaptées au pompage des liquides corrosifs ou/et
chargés de particules solides. Ce type des pompes sont caractérisées par un dédit de
refoulement très faible (de quelque L/h ou m3
/h) et peuvent atteindre des pressions de
refoulement allé jusqu’à 300 bar, elles sont autoamorçantes et n’accepte que les viscosités
faibles. Les principaux domaines d’applications sont :
- Dosage fin des produits chimiques.
- Injection du carburant automobile.
Figure 16 : Principe du fonctionnement d’une pompe à diaphragme
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
37
Pompes à piston plongeur :
Cette machine est un compromis entre la pompe à piston et la pompe à membrane.
Le fluide n’est pas isolé du piston, mais les frottements de celui-ci sont faibles car limités
au niveau du presse-étoupe qui assure l’étanchéité. Ces pompes sont adaptées à la
production de hautes pressions.
Figure 17 : Principe du fonctionnement d’une pompe à piston plongeur
b. Pompes volumétriques rotatives :
Ces pompes montrent un grand succès pour le transfert des liquides visqueux, sont
simple de point de vue de construction. Sont caractérisées par :
 Absence des soupapes ou de clapets.
 Obtention des débits régulier et peuvent être élevés.
Pompes à engrenages :
Deux pignons tournent en sens inverse dans un carter. Le fluide situé entre les dents
et la paroi du carter est contraint d’avancer au cours de la rotation, tandis qu’au centre, le
contact permanent entre les deux pignons empêche le retour du fluide vers l’amont
malgré la différence de pression et le déplacement des dents qui se fait en direction de
l’entrée. Ces pompes peuvent fournir un débit de l’ordre de 80 à 100 m3
/h et des
pressions maximales de l’ordre de 10 à 15 bar.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
38
Le point faible de ces pompes est l’usure des dents qui se traduit par des fuites.
Figure 18 : Principe du fonctionnement d’une pompe à engrenages
1- Chemise de la pompe.
2- Engrenage A.
3- Engrenage B.
4- Tube d’aspiration.
5- Tube de refoulement.
6- Axe de moteur.
L’axe de l’engrenage B est couplé à un moteur quand l’axe B fait la rotation
l’engrenage A est entraîné par B mais dans le sens inverse, donc le liquide est entraîné
par A et B de bas au haut.
Pompes à palette rigide :
C’est la classique pompe à vide. Un rotor excentré tourne dans un cylindre fixe. Sur
ce rotor, des palettes, libres de se mouvoir radialement, et poussées par des ressorts
s’appliquent sur la face intérieure du cylindre fixe. Les espaces ainsi délimités varient au
cours de la rotation et créé les dépressions nécessaires au fonctionnement d’une pompe
volumétrique.
Ces pompes conviennent bien aux gaz.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
39
Figure 19 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide
Pompes péristaltiques :
Son principe de fonctionnement est plutôt simple : un tuyau souple est écrasé par
des galets, le fluide est alors repoussé sans turbulence, ni cisaillement. Il n’y a pas non
plus de contact entre le fluide et les pompes mécaniques. Son débit est limité à des
valeurs de l’ordre de 60 à 80 m3
/h. Par contre, le rendement est de 100 % et elle est la
pompe doseuse par excellence.
Figure 20 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide
5. Turbo-pompes :
Les turbo-pompes sont de construction très simple : en version de base, elles sont
essentiellement constituées d’une pièce en rotation, le rotor appelé aussi roue ou hélice
qui tourne dans un carter appelé corps de pompe.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
40
Figure 21 : Exemples des turbo-pompes
ASPIRATION : La pompe étant amorcée (c’est à dire pleine de liquide), la vitesse du
fluide qui entre dans la roue augmente, et par conséquent la pression dans l’ouïe diminue,
engendrant ainsi une aspiration et le maintien de l’amorçage.
ACCELERATION : La rotation augmente la vitesse du fluide tandis que la force
centrifuge qui le comprime sur la périphérie augmente sa pression. Les aubes sont le plus
souvent incurvées et inclinées vers l’arrière par rapport au sens de rotation, mais ce n’est
pas une obligation. Dans un même corps de pompe on peut monter des roues différentes
en fonction des caractéristiques du fluide.
REFOULEMENT : Dans l’élargissement en sortie, qui se comporte comme un
divergent, le liquide perd de la vitesse au profit de l’accroissement de pression : l’énergie
cinétique est convertie en énergie de pression.
À retenir :
1) Les caractéristiques importantes des compresseurs :
La cylindrée : C’est le volume des cylindres d'un compresseur (en une rotation).
Cylindrée =  (D
2
/4)  C  NB
D = Diamètre du cylindre
C = Course du piston
NB = Nombre de cylindre du compresseur
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
41
Unités du SI : m3 Unités utilisées dans l’industrie : LE LITRE
Le volume engendré ou le volume balayé : C’est le volume généré par les
cylindres en un temps donné.
𝐕𝐛 =   (D
2
/4)  C  NB  N
D = Diamètre du cylindre
C = Course du piston
NB = Nombre de cylindre du compresseur
N = Vitesse de rotation du compresseur
Unités du SI : m3 / s Unités utilisées dans l'industrie : m3 / h
Le taux de compression : C’est le rapport entre la pression de refoulement (en Bar
absolu) et la pression d'aspiration (en Bar absolu) il peut nous indiquons le degré d'usure
des clapets et des segments.
 = H.P. / B.P.
Unités : Aucune
Le rendement volumique ou volumétrique : Etant donné la technologie du
compresseur (segments, clapets, espace mort, etc.…) celui-ci n'aura pas un rendement
parfait (égal à 1).
V = 1 - (0.05   )
 = Taux de compression
Unités : Aucune
Le débit volumique aspiré : C’est le volume réellement aspiré et mis en
mouvement par le compresseur.
𝐕𝐚 = Volume balayé  v
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
42
Unités du SI : m3/ s Unités utilisées dans l’industrie : m3/ h
Le débit massique : C’est la masse de fluide réellement mis en mouvement par
le compresseur.
𝐐 𝐦 = 𝐕𝐚   = 𝐕𝐚 / 𝐕 𝐦 aspiré
 = Masse volumique du fluide
Vm= Volume massique du fluide
Unités du SI : Kg / s Unités utilisées dans l'industrie : Kg / h
2) Les caractéristiques importantes des pompes :
Le débit : Le débit Q fourni par une pompe est le volume refoulé pendant l’unité de
temps. Il s’exprime en mètres cubes par seconde (m3
/s) ou plus pratiquement en mètres
cubes par heure (m3
/h).
La hauteur manométrique : On appelle hauteur manométrique H d’une pompe,
l’énergie fournie par la pompe par unité de poids du liquide qui la traverse. Elle
s’exprime en mètre (m). La hauteur manométrique varie avec le débit et est représentée
par la courbe caractéristique H = f(Q) de la pompe considérée (donnée constructeur).
La puissance hydraulique : La puissance hydraulique communiquée au liquide
pompé est liée au 2 grandeurs précédentes. Si Q le débit et H la hauteur manométrique de
la pompe, la  est la masse volumique du fluide, puissance hydraulique P est donnée par
𝑷 𝒉𝒚𝒅𝒓𝒂𝒖𝒍𝒊𝒒𝒖𝒆 =
𝐐 × 𝐇 × 
𝟑𝟔𝟕 ×  𝛈
H : La hauteur manométrique  : Le rendement
𝐐 : Le débit
 : La masse volumique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
43
CONCLUSION
Dans ce chapitre, j’ai présenté les différentes types des deux machines électriques
que je vais étudier ultérieurement dans mon projet du stage d’ouvrier, leurs principes de
fonctionnement, et ainsi que leurs caractéristiques importantes à savoir le débit,
la puissance...etc. Afin de bien dimensionner chacune de ces machines.
Dans ce sens, ce chapitre va m’aider de choisir la machine adéquate par rapport au
cahier de charge proposée par le centre emplisseur d’Al Hoceima, en se basant sur ces
données : Le débit d’aspiration et celui de refoulement, la hauteur manométrique
et la pression, ce qui est l’objectif du prochain chapitre, en faisant une étude comparative
entre deux méthodes de dépotage du GPL.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
44
Chapitre 3 : Etude
comparative entre les
méthodes de transfert du
GPL
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
45
INTRODUCTION
Dans ce chapitre, je vais essayer de présenter la problématique du projet, en prenant
en considération l’état actuel du centre emplisseur d’Al Hoceima, afin de trouver une
solution convenable au problème de la consommation d’énergie électrique.
Dans ce sens, je vais proposer deux solutions distinctes, une par l’utilisation d’un
compresseur GPL, l’autre par l’utilisation d’une pompe volumétrique en insérant dans les
deux cas un variateur électronique de vitesse, tout ça pour choisir la machine adéquate
et la moins consommée au sens de la facturation d’énergie électrique.
I. Problématique :
1. La situation actuelle :
Le centre emplisseur d’Al Hoceima utilise un compresseur Blackmer associé à un
moteur asynchrone triphasé ADF à démarrage étoile/triangle pour le déchargement du
GPL (dépotage) de camion vers les deux réservoirs (Sphère et cylindre).
Figure 22 : Le compresseur de dépotage du GPL au centre emplisseur d’Al Hoceima
Les compresseurs de dépotage du GPL sont des compresseurs caractérisés par la
proportionnalité entre le débit et la pression.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
46
Le lieu de déchargement possède trois postes, deux pour le butane et un pour
le propane, donc la synchronisation entre la tuyauterie du butane (Orange) et celle du
propane (Jaune) se fait manuellement à l’aide d’une manivelle.
Ce compresseur est utilisé à la fois pour le dépotage du butane et propane.
2. Principe du fonctionnement et caractéristiques de
démarrage actuel (Etoile/Triangle) :
Figure 23 : Schéma électrique d’un démarrage étoile/triangle d’un MAS
 Caractéristiques du réseau :
Triphasé : 380V - 50Hz
 Caractéristiques de moteur du compresseur :
P = 37 kW N = 1475 tr/min
U = 380V F = 50Hz
In = 73 A Cos  = 0.86
Id/In = 5 ƞ = 89 %
Le courant du démarrage atteint cinq fois le courant nominal du moteur.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
47
Schéma de commande Schéma de puissance
F2 : Contact auxiliaire du relais thermique
Q1 : Contact auxiliaire du fusible sectionneur
S1 : Bouton poussoir arrêt
S2 : Bouton poussoir marche
KM1 : Bobine du contacteur couplage étoile
KM2 : Bobine du contacteur principale
KM3 : Bobine du contacteur couplage triangle
F2 : Relais thermique
Q1 : Fusible sectionneur
M3 : Le moteur asynchrone triphasé
KM1 : Contacteur couplage étoile
KM2 : Contacteur principal
KM3 : Contacteur couplage triangle
L1, L2, L3 : Alimentation triphasée
Tableau 6 : L’appareillage du moteur asynchrone triphasé du compresseur
MISE EN FONCTIONNEMENT :
La mise sous tension du moteur M3 se fait en appuyant sur le bouton S2, le moteur
M3 démarre couplé en étoile durant 15 secondes. Après écoulement de la temporisation
de KM1 de 15 secondes, le moteur est couplé automatiquement en triangle. Le bouton
poussoir S1 permet la mise à l'arrêt du moteur quelle que soit la phase de fonctionnement.
ARRET DU FONCTIONNEMENT :
Suite à une panne de courant, lors du retour de la tension d’alimentation, le moteur
ne doit pas redémarrer tout seul. La fonction arrêt est prioritaire sur la fonction marche.
PROTECTIONS :
Un défaut thermique sera détecté par le relais thermique F2 et provoquera une mise
à l'arrêt du moteur. L’ouverture du sectionneur porte fusible Q1 provoquera la mise hors
tension de la commande avant l’ouverture des pôles principaux de sectionneur.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
48
3. Analyse de la consommation d’énergie électrique du
compresseur :
Pour la consommation d’énergie électrique, je vais déterminer la quantité
quotidienne, mensuelle et annuelle de Kilowatts consommées par le compresseur de
dépotage du GPL, le tableau ci-dessous donne la durée totale du déchargement camion-
citerne en minute :
Tableau 7 : La durée d’opération déchargement camion-citerne
Donc, la durée moyenne totale effectuée dans l’opération déchargement citerne-
camion est 44 minutes, sachant que : 1 kW/h = 1.2 MAD
Et puisque cette opération se répète quatre fois par jours, on aura :
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
49
Temps (h) Puissance (kW/h) Prix (MAD)
0,733 (44 minutes) 35 42
2,933 (un jour) 140 168
17,6 (une semaine) 840 1008
73,333 (un mois) 3500 4200
879,996 (1 an) 42000 50400
8799,96 (10 ans) 420000 504000
Tableau 8 : Les tarifs de la consommation d’énergie électrique
II. Solutions proposées :
La consommation énergétique peut être optimisée en réduisant la vitesse de rotation
du moteur et aussi le courant du démarrage / l’arrêt, tout ça en utilisant un variateur
électronique de vitesse.
Donc l’utilisation d’un variateur électronique de vitesse assure la vitesse de rotation
du moteur ainsi que la rampe d’accélération et de la décélération, d’où l’optimisation de
l’énergie électrique consommée par le centre emplisseur d’Al Hoceima.
D’autre part, mon projet consiste à faire une étude comparative entre l’utilisation
d’un compresseur ou une pompe pour le dépotage du GPL, afin de choisir la machine
adéquate et la moins consommée au sens énergétique, en insérant bien sur un variateur
électronique de vitesse dans les deux solutions que je vais étudier.
1. 𝟏é𝐫𝐞
𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐢𝐨𝐧 ∶
La première solution proposée pour faire le dépotage du GPL est d’utiliser
un compresseur à moteur électrique asynchrone triphasé ADF avec un variateur
électronique de vitesse.
a. Principe du fonctionnement :
Le rôle du ce compresseur est d’aspirer une variation de pression Δp contenant dans
la citerne du camion et de la augmenter afin d’avoir une haute pression, cette dernière va
faire déplacer le liquide dans la citerne pour que y arriver aux réservoirs (Butane ou
propane).
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
50
Le rôle du variateur électronique de vitesse est d’assurer un démarrage / arrêt
progressif afin de minimiser la puissance utile du moteur.
De plus, son rôle principal consiste à varier la vitesse du moteur selon le choix
d’utilisateur, en changeant la fréquence du fonctionnement.
b. Critères du choix :
Puisque le centre emplisseur d’Al Hoceima possède déjà un compresseur pour
le dépotage du GPL, alors je vais essayer d’utiliser le même compresseur mais en
ajoutant un variateur électronique de vitesse en amont du moteur asynchrone triphasé
ADF du compresseur.
 Les caractéristiques du moteur du compresseur :
P = 37 kW N = 1475 tr/min  = 89 %
U = 380 V F = 50 Hz Cos () = 0,86
In = 73 A
 Les caractéristiques de variateur électronique de vitesse : Altivar 61
Moteur Réseau Variateur électronique de vitesse
Puissance
indiqué sur la
plaque
Courant
de ligne
Puissance
apparente
Courant
maximal
permanent
Courant
transitoire
maximal
Référence Masse
37 kW 84 A 55,3 kVA 79 A 94,8 A ATV61H
D37N3
37 kg
Tableau 9 : Fiche caractéristique d’ATV61HD37N3
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
51
2. 𝟐é𝐦𝐞
𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐢𝐨𝐧 ∶
Comme deuxième solution proposée pour faire le dépotage du GPL est d’utiliser
une pompe volumétrique à moteur électrique asynchrone triphasé ADF avec un
variateur électronique de vitesse, ce dernier dispositif à pour rôle de protéger la pompe
contre les pressions excessives, car le débit varie en fonction de la vitesse de rotation.
a. Principe du fonctionnement :
Contrairement à la première solution, la pompe volumétrique consiste à aspirer le
liquide contenant de la citerne et de le refouler vers les réservoirs.
Figure 24 : Pompe volumétrique du GPL
b. Critères du choix :
Tout d’abord, je vais déterminer la puissance de pompe que je vais choisir comme
deuxième solution dans mon projet, en mesurant pratiquement la hauteur manométrique
H et en choisissant un débit Q correspondant à l’opération de dépotage du GPL.
En se basant sur la formule suivante pour calculer la puissance de la pompe :
𝑷 =
𝑸 × 𝑯 × 
𝟑𝟔𝟕 × 𝜼
Avec :
 : La masse volumique H : La hauteur manométrique
 : Le rendement du moteur (0,6%) Q : Le débit de refoulement
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
52
Butane : 0,6011 kg.l−1
(Liquide, − 0,5 °C)
2,709 kg.m−3
(Gaz, 0 °C, 1 013 mbar)
Propane : 2,0098 kg.m−3
(Gaz, 0 °C, 1 015 mbar)
0,5812 kg.l−1
(Liquide, − 42,1 °C, 1 015 mbar)
Les valeurs que je vais prendre pour déterminer la puissance de la pompe est :
La masse volumique :  = 0.9 kg.m−3
La hauteur manométrique : H = 75 m
Le débit : Q = 100 m3
/h
 Les caractéristiques du moteur de la pompe :
P = 30 kW N = 1475 tr/min
U = 380 V F = 50 Hz
In = 59 A Cos  = 0,86
 Les caractéristiques de variateur électronique de vitesse : Altivar 61
Moteur Réseau Variateur électronique de vitesse
Puissance
indiqué sur la
plaque
Courant
de ligne
Puissance
apparente
Courant
maximal
permanent
Courant
transitoire
maximal
Référence Masse
30 kW 66 A 43,4 kVA 66 A 79,2 A ATV61H
D30N3
37 kg
Tableau 10 : Fiche caractéristique d’ATV61HD30N3
III. Généralités sur les dispositifs électroniques choisis :
1. Variateur électronique de vitesse :
a. Définition :
Un variateur électronique de vitesse est un équipement électrotechnique alimentant
un moteur électrique de façon à varier sa vitesse de manière continue.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
53
La vitesse peut être proportionnelle à une valeur analogique fournie par un
potentiomètre, ou par une commande externe : un signal de commande analogique ou
numérique.
La vitesse de synchronisation est proportionnelle à la fréquence, donc pour varier la
vitesse de rotation du moteur, en faisant varier la fréquence, alors il s’agit d’un variateur
de fréquence.
Figure 25 : Variateur électronique de vitesse
b. La constitution :
Un variateur électronique de vitesse est constitue d’un redresseur
(Convertisseur 1) et un onduleur (Convertisseur 2). Le redresseur va permettre d’obtenir
un courant quasi continu. À partir de ce courant continu, l’onduleur (MLI) va permettre
de créer un system triphasé de tensions alternatives dont on pourra faire varier la valeur
efficace et la fréquence
2. Etude de démarrage :
Démarrage progressif avec variateur électronique de vitesse :
Le moteur triphasé est devenu aujourd’hui synonyme d’entraînement. Pourtant, le
démarrage direct ou même le démarrage étoile-triangle ne représentent pas toujours la
solution idéale. Ils entraînent en effet des phénomènes gênants, comme des à-coups
mécaniques dangereux pour la machine ou des chutes de tension dans le réseau
d’alimentation.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
54
Les démarrages progressifs avec variateur électronique de vitesse à résolu ces
problème, ils assurent un démarrage afin d’arriver la vitesse désirée et un arrêt
(décélération).
Le démarrage progressif des moteurs triphasés permet de réaliser de manière simple
et économique des concepts de machines optimaux et tournés vers l’avenir.
Avantage du démarreur progressif :
Démarrage sans à coup montée progressive en vitesse ;
Limitation de l’appel du courant lors du démarrage ;
Usure réduite des systèmes mécaniques de transmission.
Schéma électrique d’un moteur asynchrone triphasé avec démarreur progressif :
Figure 26 : Démarrage d’un moteur asynchrone triphasé avec un démarreur progressif
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
55
3. Schémas électriques et l’appareillage du moteur :
Schéma électrique :
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
56
L’appareillage :
Sectionneur :
Le sectionneur est un appareil électromécanique permettant de séparer, de façon
mécanique, un circuit électrique et son alimentation, tout en assurant physiquement une
distance de sectionnement satisfaisante électriquement. L'objectif peut être d'assurer la
sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou bien
d'éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement pour pouvoir en utiliser les autres
parties.
Figure 27 : Symbole d’un sectionneur
Symbole électrique d'un sectionneur triphasé avec un fusible sur chaque phase :
À gauche les contacts des trois phases et du neutre, à droite les deux contacts secondaires
de pré-coupure.
Figure 28 2: Sectionneur électrique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
57
Contacteur :
Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le
passage du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique.
Figure 29 : Symbole d’un contacteur
Symbole électrique d'un contacteur tripolaire :
À gauche la bobine, au centre les contacts de puissance, à droite un contact auxiliaire.
Figure 30 : Contacteur électrique
Contacteur auxiliaire :
Dans un équipement, les contacteurs auxiliaires assurent les fonctions :
 D’automatismes (relais d'automatisme),
 d'interface entre partie commande et partie opérative (automates programmables,
carte de contrôle).
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
58
 Définition :
Contacteur auxiliaire est un bloc additif peut comporter des contacts NO
(normalement ouvert), NC (normalement fermé) ou temporisés. On trouve en général une
association de 2 NC + 2 NO par bloc additif. Les blocs de contacts temporisés
comportent en général deux contacts : NC et NO.
Figure 31 : Symbole de contacteur auxiliaire Figure 32 : Contacteur auxiliaire
Relais thermique :
Le relais thermique est un appareil qui protège le récepteur placé en aval contre les
surcharges et les coupures de phase. Pour cela, il surveille en permanence le courant dans
le récepteur.
En cas de surcharge, le relais thermique n’agit pas directement sur le circuit de
puissance. Un contact du relais thermique ouvre le circuit de commande d’un contacteur
est le contacteur qui coupe le courant dans le récepteur.
Figure 33 : Symbole d’un relais thermique Figure 34 : Relais thermique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
59
CONCLUSION
Dans ce troisième chapitre, j’ai commencé par présenter la situation actuelle du
centre emplisseur d’Al Hoceima, de connaitre la consommation d’énergie électrique avec
le système de dépotage qu’il possède actuellement.
Ensuite, j’ai entamé la partie primordiale de mon projet, qui est l’étude comparative
entre les méthodes de transfert du GPL, dans laquelle j’ai proposée deux solutions
distinctes, la première était par ancien compresseur mais en ajoutant un variateur
électronique de vitesse, la deuxième solution proposée était par l’utilisation d’une pompe
volumétrique aussi avec un variateur électronique de vitesse.
Dans se sens, il me faut une étude et évaluation économique afin de déterminer la
solution convenable et la moins consommée au sens de la consommation d’énergie
électrique, qui est l’objectif du quatrième chapitre.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
60
Chapitre 4 : Étude
économique du projet
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
61
INTRODUCTION
Ce chapitre vise à faire une comparaison au sens économique entre l’utilisation
d’un compresseur et d’une pompe, en se basant sur la consommation d’énergie électrique
au démarrage et au fonctionnement de chacune de ces machines, afin de choisir la
machine de dépotage du GPL adéquate.
De plus, je vais déterminer le cout des pièces et appareils utilisés dans cette
installation électrique, à savoir le cout du moteur et la machine choisie, le câblage,
l’appareillage….etc.
Pour conclure, je vais déterminer la durée du retour d’investissement afin de savoir
le rendement de mon projet par rapport à ce que le centre emplisseur d’Al Hoceima
possède maintenant.
I. Etude de la consommation énergétique :
La puissance absorbée par le moteur peut être calculée à partir de la tension, du
courant et du facteur de puissance :
𝐏𝐚 = √𝟑 × 𝐔 × 𝐈 × 𝐜𝐨𝐬 (𝛗 )
Le rendement du moteur correspond à la puissance utile divisée par la puissance
absorbée :
ƞ =
𝐏𝐮
𝐏𝐚
La puissance utile du moteur peut être calculée à partir de la vitesse et du couple
utile avec la formule suivante :
𝐏𝐮 = 𝐂 𝐮 × 𝛚 = 𝐂 𝐮 ×
𝟐 × 𝛑 × 𝐧
𝟔𝟎
= 𝐏𝐚 × ƞ
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
62
Avec :
𝐏𝐮 [W] : Puissance utile U [V] : Tension
𝐏𝐚 [W] : Puissance absorbée I [A] : Courant
C [N.m] : Couple nominal 𝐂𝐨𝐬 (𝛗 ) : Facteur de puissance
𝟂 [rad/s] : Vitesse angulaire Ƞ [%] : Rendement
n [tr/min] : Vitesse de rotation 𝐈 𝐧 [A] : Courant nominal
1. La consommation énergétique au démarrage :
a. Par compresseur :
Le courant de démarrage : 𝐈 𝐝 = 𝟕𝟗 𝐀
Le coefficient de démarrage :
𝐈 𝐝
𝐈 𝐧
=
𝟕𝟗
𝟕𝟑
= 𝟏, 𝟏
La puissance absorbée par le réseau est :
Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86 × 1,1
𝐏𝐚 = 𝟒𝟓, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖
La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur :
𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟒𝟎, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖
b. Par pompe :
Le courant de démarrage : 𝐈 𝐝 = 𝟔𝟔 𝐀
Le coefficient de démarrage :
𝐈 𝐝
𝐈 𝐧
=
𝟔𝟔
𝟓𝟗
= 𝟏, 𝟏𝟐
La puissance absorbée par le réseau est :
Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86 × 1,12
𝐏𝐚 = 𝟒𝟔, 𝟔𝟕𝟖 𝐤𝐖
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
63
La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur :
𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟒𝟏, 𝟏𝟖𝟖 𝐤𝐖
2. La consommation énergétique au fonctionnement :
a. Par compresseur :
La puissance absorbée par le réseau est :
Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86
𝐏𝐚 = 𝟒𝟏, 𝟑𝟐 𝐤𝐖
La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur :
𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟑𝟕 𝐤𝐖
b. Par pompe :
La puissance absorbée par le réseau est :
Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 59 × 0,86
𝐏𝐚 = 𝟑𝟑, 𝟑𝟗𝟔 𝐤𝐖
La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur :
𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟑𝟎 𝐤𝐖
3. Analyse économique :
Cette partie consiste à faire un bilan énergétique des deux méthodes adoptées afin
de calculer les tarifs et de choisir la méthode adéquate au dépotage du GPL.
Le temps du démarrage/arrêt est presque 14 secondes en totale pour les deux
méthodes adoptées, alors que la différence est seulement au niveau du fonctionnement.
 Pour un compresseur, la durée du fonctionnement est presque : 44 minutes
 Pour une pompe, la durée du fonctionnement est presque : 1 heure
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
64
Au démarrage /
arrêt
Au
fonctionnement
Bilal de puissance
(Démarrage + arrêt
+ fonctionnement)
Compresseur 𝟒𝟎, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖 𝟑𝟕 𝐤𝐖 28 kW/un déchargement
Pompe 𝟒𝟏, 𝟏𝟖𝟖 𝐤𝐖 𝟑𝟎 𝐤𝐖 32 kW/un déchargement
Tableau 11 : Le bilan de puissance des deux méthodes de dépotage
Puisque le nombre du déchargement par jour est quatre, alors :
Quotidien Mensuel Annuel
Compresseur
Puissance 112 kW 2800 kW 33600 kW
Prix 134,4 MAD 3360 MAD 40320 MAD
Pompe
Puissance 120 kW 3000 kW 36000 kW
Prix 144 MAD 3600 MAD 43200 MAD
Tableau 12 : La consommation énergétique et le prix des deux méthodes adoptées
4. Comparaison et conclusion des résultats :
La durée moyenne du déchargement camion-citerne assurée par une pompe
volumétrique dans le dépotage du GPL est d’environ une heure/déchargement, alors
que celle assurée par le compresseur est d’environ 44 minutes.
Dans l’industrie, le temps est un facteur primordial et important, ce qui influe sur la
production et le rendement du l’entreprise.
Dans ce sens, le compresseur assure un dépotage du GPL dans une durée moins que
celui assuré par une pompe.
De plus, le variateur électronique de vitesse adoptée dans les deux méthodes assure
un démarrage/arrêt sans avoir des coups gênants, ce qui assure le bon fonctionnement du
moteur asynchrone triphasé ADF.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
65
Le bon choix : D’après les résultats obtenus dans l’étude comparative que j’ai fait dans
mon projet qui a visé à choisir une méthode moins consommée au sens énergétique
et plus rapide au sens du temps, le compresseur équipé par un variateur électronique de
vitesse est la meilleure méthode pour faire le dépotage du GPL dans le centre emplisseur
d’Al Hoceima.
Le tableau ci-dessous montra la différence entre le nouveau système de dépotage
et l’ancien que le centre emplisseur d’Al Hoceima travail avec.
Temps (h) Puissance (kW/h) Prix (MAD)
Ancien système
44 minutes 35 42
Un jour 140 168
Une semaine 840 1008
Un mois 3500 4200
1 an 42000 50400
10 ans 420000 504000
Nouveausystème
44 minutes 28 33.6
Un jour 112 134,4
Une semaine 672 806.4
Un mois 2800 3360
1 an 33600 40320
10 ans 336000 403200
Tableau 13 : Comparaison entre l’ancien et le nouveau système
II. Le cout des machines et pièces utilisées :
Les couts des pièces et dispositifs que je vais utiliser dans mon projet est
les suivant :
Puisque le centre emplisseur d’Al Hoceima déjà possède un compresseur, donc les
pièces qu’on va acheter sont les suivantes :
 1 Variateur électronique de vitesse (ATV61HD37N3) : 25 000 MAD
 Câblage, appareillage et la construction : 10 000 MAD
Le cout total : 35 000 MAD
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
66
III. Le retour sur l’investissement :
L'analyse économique et financière va me permettre de juger la faisabilité de mon
projet et d'estimer sa rentabilité dans les prochaines années. En effet, j’ai adopté un
calcul très simple, qui va me permettre d’estimer mon projet, à savoir le gain, et le temps
du retour d’investissement.
Si on compare les tarifs du nouveau système avec l’ancien système, on trouve
qu’avec le nouveau système nous pouvons gagner une somme de 100 800 MAD pendant
10 ans juste un centre d’emplissage de Salam Gaz.
Si en faisons le même calcul pour les 12 centres emplisseurs de Salam Gaz, on
trouve un gain de 1 209 600 MAD dans 10 ans.
Le retour sur l’investissement du mon projet sera dans 4 ans, ce qui bénéfique pour
le centre emplisseur d’Al Hoceima.
CONCLUSION
Dans ce chapitre, j’ai calculé les puissances utiles et absorbées des deux systèmes
du dépotage afin de choisir l’un d’eux, ensuite l’analyse économique que j’ai adoptée m’a
permis de trouver que l’utilisation d’un compresseur avec un variateur électronique de
vitesse va me permettre de diminuer la puissance consommée, d’où l’optimisation au sens
énergétique pour le centre emplisseur d’Al Hoceima.
Le retour sur l’investissement du mon projet sera dans 4 ans, ce qui bénéfique pour
le centre emplisseur d’Al Hoceima.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
67
Conclusion générale
Faire le choix d’une méthode de transfère du GPL « Dépotage » commence
toujours par une étude comparative au niveau énergétique, alors en premier lieu j’ai
présenté l’entreprise Salam Gaz et le centre emplisseur d’Al Hoceima ou j’ai effectué
mon stage d’ouvrier.
En deuxième lieu, j’ai entamé la partie théorique du mon projet, dans lequel j’ai
présenté les compresseurs et les pompes, leurs types, leurs systèmes du fonctionnement,
ainsi que les caractères du chacun d’eux.
En troisième lieu, j’ai développé mon projet, d’abord j’ai déterminé la
consommation énergétique du système du dépotage actuel au centre emplisseur d’Al
Hoceima, après j’ai déterminé celle des deux méthodes adoptées (Deux solutions) pour
l’objectif de choisir le système le moins consommée au sens énergétique.
Pour conclure, j’ai trouvé que le compresseur avec un variateur électronique de
vitesse est la meilleure solution pour optimiser plus moins l’énergie au centre emplisseur
d’Al Hoceima.
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
68
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
Variateurs de vitesse Altivar 61 et Altivar 61 Plus: Schneider Electric
Série-GPL : Pompes et Compresseurs Pour applications fixes GPL et NH3 – CORKEN IDEX
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES :
http://www.salamgaz.ma
http://mdf.afpa.free.fr/static/telechargement/11%20les%20calculs%20de%20la%20puissa
nce%20d_un%20compresseur.pdf
https://elearn2013.univouargla.dz/courses/MGE32ETMGC32/document/Pompoesetcomp
resseurs2.pdf?cidReq=MGE32ETMGC32
https://fr.wikipedia.org/wiki/Compresseur_m%C3%A9canique
Etude comparative entre les méthodes
de transfert du GPL « Dépotage »
69
ANNEXES
CADe_SIMU :
CADe_SIMU est un logiciel de CAD électrique qui vous permet d'insérer des
symboles diverses organisées dans les bibliothèques et dessiner un schéma électrique d'un
moyen rapide et facile de faire la simulation plus tard. Grâce à l'utilisateur dessine
interface CAD système rapidement et facilement. Une fois que le système par le biais de
la simulation peut vérifier le bon fonctionnement.

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Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL : Dépotage

  • 1. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 1
  • 2. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 2 Remerciement Le présent projet est le fruit du travail réalisé dans le cadre de mon stage d’ouvrier en première année cycle d’ingénieur : Génie électrique à l’école normale supérieure de l’enseignement technique de Rabat. Ce stage s’est déroulé à l’entreprise Salam Gaz au centre emplisseur d’Al Hoceima. Je tiens à féliciter l’entreprise Salam Gaz pour le rôle qu’il joue dans l’intégration des stagiaires au sein des centres emplisseurs. Mes remerciements vont, tout d’abord, au Monsieur le chef du centre emplisseur d’Al Hoceima M.Yassine GAJJAOUI, ainsi au Monsieur le responsable contrôle et sécurité au centre emplisseur d’Al Hoceima M.Mohammed TEMSAMANI pour leurs accueils chaleureux, leurs confiances et leurs aides précieuses apportées au cours de ce stage. Aussi, je tiens à remercier l’ensemble de personnel qui m’a facilité les échanges et les conditions du travail durant mon stage. J’exprime aussi mon profond respect et mes remerciements chaleureux à tous ceux qui m’ont aidé de près et de loin à réaliser ce travail et plus particulièrement les administrateurs et les ouvriers du centre emplisseurs d’Al Hoceima.
  • 3. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 3 Table des matières Remerciements.....................................................................................................................2 Table des matières................................................................................................................3 Liste des figures ...................................................................................................................6 Liste des tableaux.................................................................................................................8 Liste des abréviations...........................................................................................................9 Introduction générale..........................................................................................................10 Chapitre 1 : Présentation de société Salam gaz et du centre emplisseur d’Al Hoceima...11 Introduction........................................................................................................................12 I. Présentation de la société.................................................................................... 12 1. Historique de la société................................................................................ 12 2. Sites d’activités ............................................................................................. 12 3. Fiche d’identité du centre emplisseur d’Al Hoceima................................... 13 4. Organigramme du centre emplisseur d’Al Hoceima.................................... 14 5. Unités du centre emplisseur d’Al Hoceima ................................................. 15 a. Unité de sécurité...................................................................................... 15 b. Unité de déchargement............................................................................ 16 c. Unité de stockage.................................................................................... 17 d. Unité d’emplissage.................................................................................. 18 e. Unité d’entretien et de contrôle de bouteille de gaz................................ 18 f. Unité électrique....................................................................................... 19 6. Les différents clients de la société Salam Gaz............................................. 20 II. Présentation de sites d’activités, produits et activités.................................................. 20 1. Produits et activités ....................................................................................... 20 2. Utilisation GPL ............................................................................................. 21 3. Caractéristiques GPL .................................................................................... 21 4. Approvisionnements et logistiques ............................................................... 22 5. Emplissage et livraison ................................................................................. 23 6. Service clients ............................................................................................... 24 III. Politique QSE et RSE de la société.......................................................................................... 24 Conclusion................................................................................................................... 26 Chapitre 2 : Partie théorique : Compresseurs et pompes................................................. 27 Introduction................................................................................................................. 28 I. Les compresseurs................................................................................................. 28 1. Principe de fonctionnement .......................................................................... 28
  • 4. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 4 2. Classification des compresseurs.................................................................... 28 a. Compresseurs rotatifs............................................................................. 29 b. Compresseurs alternatifs........................................................................ 31 II. Les pompes........................................................................................................... 33 1. Introduction ..................................................................................................... 33 2. Classification des pompes ............................................................................... 33 3. Domaine d’utilisation...................................................................................... 34 4. Pompes volumétriques..................................................................................... 34 a. Pompes volumétriques alternatives.......................................................... 35 b. Pompes volumétriques rotatives............................................................... 37 5. Turbo-pompes.................................................................................................. 39 Conclusion.................................................................................................................... 43 Chapitre 3 : Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL........................ 44 Introduction.................................................................................................................. 45 I. Problématique...................................................................................................... 45 1. La situation actuelle........................................................................................... 45 2. Principe de fonctionnement et caractéristiques de démarrage actuel (Etoile/Triangle) ............................................................................................... 46 3. Analyse de la consommation d’énergie électrique du compresseur .................. 48 II. Solutions proposées............................................................................................................................ 49 1. 1ère solution....................................................................................................... 49 a. Principe du fonctionnement ..................................................................... 49 b. Critère du choix........................................................................................ 50 2. 2ème solution...................................................................................................... 51 a. Principe du fonctionnement ..................................................................... 51 b. Critère du choix........................................................................................ 51 III. Généralités sur les dispositifs électroniques choisis ...................................................... 52 1. Variateur électronique de vitesse....................................................................... 52 a. Définition ................................................................................................. 52 b. La constitution.......................................................................................... 52 2. Etude de démarrage ........................................................................................... 53 3. Schéma électrique et l’appareillage du moteur.................................................. 55 Conclusion.................................................................................................................... 59 Chapitre 4 : Analyse économique ..................................................................................... 60 Introduction .................................................................................................................. 61
  • 5. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 5 I. Etude de la consommation énergétique .................................................................................. 61 1. La consommation énergétique au démarrage .................................................... 62 a. Par compresseur ...................................................................................... 62 b. Par pompe................................................................................................ 62 2. La consommation énergétique au fonctionnement ........................................... 63 a. Par compresseur ...................................................................................... 63 b. Par pompe................................................................................................ 63 3. Analyse économique.......................................................................................... 63 4. Comparaison et conclusion des résultats .......................................................... 64 II. Le cout des machines et pièces utilisées.............................................................. 65 III. Le retour sur l’investissement ...................................................................................................... 66 Conclusion.................................................................................................................... 66 Conclusion générale .......................................................................................................... 67 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................... 68 REFERENCES WEBOGRAPHIQUES........................................................................... 68 ANNEXES ........................................................................................................................ 69
  • 6. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 6 LISTES DES FIGURES Figure 1 : Les centres d’activité de Salam Gaz Figure 2 : Organigramme du centre emplisseur d’Al-Hoceima Figure 3 : Poste déchargement camions-citerne Figure 4 : Les réservoirs du stockage au centre emplisseur d’Al Hoceima Figure 5 : La peinture des bouteilles domestiques Figure 6 : Quelque différents clients de Salam Gaz Figure 7 : Types des bouteilles remplies Figure 8 : Schéma de principe d’un compresseur Figure 9 : Classification des compresseurs Figure 10 : Compresseur à palette Figure 11 : Compresseur à vis Figure 12 : Compresseur à pistons Figure 13 : Classification des pompes Figure 14 : Domaine d’utilisation de ces deux types de pompes Figure 15 : Schéma explicatif du fonctionnement d’une pompe à pistons Figure 16 : Principe du fonctionnement d’une pompe à diaphragme Figure 17 : Principe du fonctionnement d’une pompe à piston plongeur Figure 18 : Principe du fonctionnement d’une pompe à engrenages Figure 19 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide Figure 20 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide
  • 7. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 7 Figure 21 : Exemples des turbo-pompes Figure 22 : Le compresseur de dépotage du GPL au centre emplisseur d’Al Hoceima Figure 23 : Schéma électrique d’un démarrage étoile/triangle d’un MAS Figure 24 : Pompe volumétrique du GPL Figure 25 : Variateur électronique de vitesse Figure 26 : Démarrage d’un moteur asynchrone triphasé avec un démarreur progressif Figure 27 : Symbole d’un sectionneur Figure 28 1: Sectionneur électrique Figure 29 : Symbole d’un contacteur Figure 30 : Contacteur électrique Figure 31 : Symbole de contacteur auxiliaire Figure 32 : Contacteur auxiliaire Figure 33 : Symbole d’un relais thermique Figure 34 : Relais thermique
  • 8. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 8 LES DES TABLEAUX Tableau 1: Données sur la société Salam Gaz Tableau 2 : Répartition du terrain du centre emplisseur d’Al Hoceima Tableau 3 : Nombres pompières GPL et postes chargements Tableau 4 : Réservoir de GPL Tableau 5 : Caractéristiques réglementaires du Butane et Propane Tableau 6 : L’appareillage du moteur asynchrone triphasé du compresseur Tableau 7 : La durée d’opération déchargement camion-citerne Tableau 8 : Les tarifs de la consommation d’énergie électrique Tableau 9 : Fiche caractéristique d’ATV61HD37N3 Tableau 10 : Fiche caractéristique d’ATV61HD30N3 Tableau 11 : Le bilan de puissance des deux méthodes de dépotage Tableau 12 : La consommation énergétique et le prix des deux méthodes adoptées Tableau 13 : Comparaison entre l’ancien et le nouveau système
  • 9. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 9 LES DES ABREVIATIONS (Par ordre alphabétique) ADF : Antidéflagrant BD : Bouteille à domestique CAD : Conception Assistée par Ordinateur GPL : Gaz de Pétrole Liquéfiés Ha : Hectare KTM : Kilomètre MAD : Dirham Marocain MAS : Moteur asynchrone triphasé MLI : Modulation de Largeur d’Impulsion NC : Normalement Close NO : Normalement Open PP : Poudre Polyvalente QSE : Qualité, Sécurité et Environnement RSE : Responsabilité Social des Entreprise SCP : Société Chérifienne des Pétroles SMI : Système de Management Intégré TM : Tonne Métrique
  • 10. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 10 Introduction générale Du 01 au 31 Aout 2017, j’ai effectué un stage d’ouvrier de première année cycle d’ingénieur, en génie électrique au sein de l’entreprise Salam Gaz centre emplisseur d’Alhoceima qui est une entreprise à caractère commercial, sa tache est l’emplissage des bouteilles domestiques. Le centre emplisseur d’Al Hoceima utilise un compresseur Blackmer à démarrage étoile-triangle pour décharger le GPL du camion vers les réservoirs du centre, alors que cette dernière m’a proposé de faire une étude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » pour qu’elle puisse choisir la méthode moins consommée au sens énergétique. Dans mon travail, j’ai essayé de comparer entre l’utilisation d’un compresseur et une pompe comme deux solutions distinctes. Pour mener bien ce travail, mon rapport comporte quatre chapitres : Le premier a été consacré à la présentation de l’entreprise Salam Gaz et du centre emplisseur d’Al Hoceima. Le deuxième est dédié à la partie théorique du mon projet, plus particulièrement à la présentation des compresseurs et pompes. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL était comme troisième chapitre du mon projet. Pour conclure, le quatrième chapitre a été consacré à l’évaluation économique afin de déterminer le cout total du projet ainsi que le retour d’investissement.
  • 11. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 11 Chapitre 1 : Présentation de société Salam gaz et du centre emplisseur d’Al-Hoceima
  • 12. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 12 INTRODUCTION Dans ce chapitre, je vais présenter la société industrielle Salam Gaz où s’est déroulé mon stage, faire une description des différentes missions et activités basées principalement sur l’emplissage des bouteilles par des différents types du gaz (butane ou propane), et collecter les informations caractéristiques du centre tel que son organisation personnelle qui permet de définir la structure hiérarchique de chaque agent, ainsi que les différentes unités du centre et aussi les clients principaux de ces derniers. Finalement je vais présenter sa Politique Qualité, Sécurité Et Environnement qui se qualifie essentiellement sur les référentiels ISO 9001, OHSAS 18001 et ISO 14001. I. Présentation de la société : 1. Historique de la société : Salam Gaz capitalise plus de 50 ans d'expertise et de savoir faire dans le domaine de l'emplissage des GPL, à travers la société chérifienne des pétroles, pionnière dans l’introduction des GPL au Maroc. Par association entre SCP et Tissir Primagaz. Ce Partenariat a été concrétisé par la construction et la mise en service du premier centre emplisseur portant son nom. Salam Gaz Skhirat a poursuivi son développement par la réalisation du centre emplisseur de Larache. Suite à sa privatisation en 1997 et avant sa fusion avec SAMIR, la SCP a cédé en décembre 1998 ses actifs GPL à Salam Gaz. Cette opération était accompagnée par une augmentation du capital social auquel y ont été associés de nouveaux opérateurs. 2. Sites d’activités : Salam Gaz compte 12 centres emplisseurs d’une capacité de 520.000 TM localisés principalement dans le Nord et l’Est du pays, ainsi qu’un Terminal à Nador Béni Ansar, d’une capacité d’importation de 200.000 T/an. Ces centres emplisseurs fournissent des prestations d'entretien de bouteilles et
  • 13. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 13 de casiers. Les centres emplisseurs de Salam Gaz sont conformes aux normes marocaines et aux exigences en matière internationale de sécurité. Ils sont mis à niveau régulièrement pour la mise en place des nouvelles technologies. Région Nord : Tétouan, Tanger, Larache Région de l'Oriental : Oujda, Nador Sélouane, Al Hoceima Région Centre : Fès-Meknes, Sidi Kacem, Taza Région Ouest : Skhirat Région Sud Est : Errachidia Région Sud : Marrakech 1 Terminal de réception de butane à Nador Béni-Ansar Figure 1 : Les centres d’activité de Salam Gaz 3. Fiche d’identité du centre emplisseurd’Al Hoceima : Nom commercial Salam Gaz Adresse Izammouren - Al Hoceima Chiffre d’affaires 2013 5.3 Milliards MAD Investissement 2013 40 Millions MAD Ventes GPL conditionné 2013 618 KTM Effectifs permanents à fin 2013 688 Taux de fréquence accidents de travail 2013 0 Taux de gravité accidents de travail 2013 0 Tableau 3: Données sur la société Salam Gaz
  • 14. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 14 Situation géographique : Le centre emplisseur Salam Gaz est situé à Izemmouren, Al Hoceima, il est construit sur un terrain d’une superficie totale de 5,4 Ha. Les aménagements et les constructions sont répartis comme suit : Tableau 4 : Répartition du terrain du centre emplisseur d’Al Hoceima 4.Organigramme du centre emplisseur d’Al Hoceima : Figure 2 : Organigramme du centre emplisseur d’Al-Hoceima DESIGNATION SUPERFICIE Bâtiments Charpente métallique Aires dallés Aires goudronnées 1 200 m² 3 000 m² 10 600 m² 12 500 m²
  • 15. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 15  Chef de centre : Directeur du centre.  Responsable administratif et commercial : Les ressources humaines et caractère commercial (les ventes, les relations avec les clients…etc.)  Responsable de contrôle de sécurité : Maintenance sécurité, environnement et supervision des projets.  Chef d’emplissage : Assure les opérations d’emplissage.  Agent administratifs : Assure la saisie et le contrôle des données entrées et sorties.  Mécaniciens : Entretiens et réparations des machines.  Opérateur mouvements : Assure le dépotage des camions citernes.  Opérateur Chaîne : Emplissage des BDs et gestion des ouvriers.  Opérateur Prestations Entretien BD (hors chaine) : Entretiens, Réparations et contrôles réglementaires des BDs. 5. Unités du centre emplisseur d’Al Hoceima: a. Unité du sécurité : Généralement dans le secteur industriel, la sécurité joue un rôle primordial pour la protection des humains, des installations (équipements) et de l’environnement. Les hydrocarbures et en particulier le Butane (C4H10 ) et le Propane (C3H8), les produits manœuvrés dans les centres emplisseurs sont des produits inflammables qui lors de leur combustion, permettent de libérer une importante énergie sous forme de chaleur. Ainsi la manipulation des hydrocarbures demande beaucoup de précaution pour éviter les dangers liés à leur inflammation et savoir maîtriser et limiter les dégâts en cas d’accident. Pour répondre à la réglementation générale des GPL, le centre dispose de :  2 Réservoir d’eau incendie d’une capacité de 750 m3;  2 Groupes incendie de débit unitaire de 500 m3/h dont un de secours ;  1 Suppresseur ;  Réseau d’eau incendie maillé avec lances monitor, poteaux incendie et robinets armés ;  Boutons arrêts d’urgence et brise-glace avec asservissements ;  Vannes de sécurités asservies ;
  • 16. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 16  Sécurité de niveau des capacités de stockage avec asservissements ;  Extincteurs PP et CO2 et extincteur automatique au niveau des carrousels ;  Tableau synoptique de centralisation des alarmes ;  Système de détection du gaz, flamme et fumée ;  Gardiennage assuré par une société de surveillance ;  Mise en place de la vidéo surveillance avec des caméras infrarouge. b. Unité de déchargement : Nous savons que le raffinage pétrolier désigne l'ensemble des traitements et transformations visant à tirer du pétrole brut le maximum des produits. Selon l'objectif visé en général, ces procédés sont réunis dans une raffinerie (LA SAMIR), qui joue le rôle de distributeur pour les différents centres d’emplissages. Le GPL est distribué dans des camions-citernes. La première procédure suivit par le centre, c’est de peser le poids total du camion par des capteurs de poids qui sont réparties sur le pont bascule de 50 tonnes. Par la suite le camion sera dépoté dans les unités de stockages grâce aux trois postes de déchargement de camion –citerne (2 butanes et 1 propane). Figure 3 : Poste déchargement camions-citerne
  • 17. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 17 Pomperies GPL et postes chargements : DESIGNATION QUANTITE Compresseurs GPL 01 Pompes butane 03 Pompes propane 01 Postes de déchargement camions citernes 02 Butane + 01 Propane Pont-bascule électronique 01 Tableau 3 : Nombres pompières GPL et postes chargements c. Unité de stockage : DESIGNATION CAPACITE DESIGNATION CAPACITE Réservoir Sphère U1201 2 000 m3 Réservoir cylindrique B1202 145 m3 Tableau 4 : Réservoir de GPL BUTANE : Réservoir Sphère U1201 PROPANE : Réservoir cylindrique B1202 Figure 4 : Les réservoirs du stockage au centre emplisseur d’Al Hoceima
  • 18. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 18 d. Unité d’emplissage :  Chaîne BD 03 & 06Kg :  Machine lavage automatique des BDs ;  2 Carrousels de 8 postes unitaires d’une cadence de 1800 BD/h ;  2 Bascules électroniques de contrôle du poids des BDs ;  1 Bascule électronique de remise au poids des BDs;  Double contrôle d’étanchéité par immersion dans l’eau et détecteurs de fuites électroniques ;  Machine serrage capsule automatique;  Bascule de contrôle électronique.  Chaîne BD 12Kg :  01 Carrousel 17 postes d’une cadence 957 BD/h ;  1 Bascule électronique de contrôle du poids des BDs ;  1 Bascule électronique de remise au poids des BDs;  Machine pose Joint Auto-Serreur (JAS);  Double contrôle d’étanchéité par immersion dans l’eau et détecteur de fuites électronique ;  Machine serrage capsule ;  Serrage chapeaux ;  Chargement automatique.  Chaîne BD 34 Kg :  01 Bascules d’emplissage stationnaires ;  Machine serrage capsule ;  Bascule mécanique de contrôle de poids ; e. Unités d’entretien et contrôle de bouteille de gaz :  Cabine de peinture BD 03 et BD 06 et BD 12 Kg ;  Machine de redressage pieds BD 03 et 06 et 12 et 34 Kg ;  Unité d’épreuve BD 03 et 06 et 12 Kg ;  Unité d’épreuve BD 34 Kg ;
  • 19. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 19  Presse de destruction BD ;  2 Machines de changement de robinet des BDs 06, 12 et 34 Kg ;  2 Machines de changement de boîte à clapet (BAC). Figure 5 : La peinture des bouteilles domestiques f. Unité électrique : Cette installation permet l’alimentation du centre emplisseur d’Al Hoceima en électricité, avec une alimentation électrique de 22kV/380V avec un transformateur de 315 kVA, elle se compose de :  Station de compression d’air avec 2 compresseurs d’air ;  Distribution principale comporte les fusibles et les disjoncteurs pour tous les départs vers les tableaux secondaires et une section pour fonction de télécommande ;  Installation d’éclairage ;  Installation des moteurs ;  Installation d’alarme incendie/gaz ;  Groupe électrogène de secours 100 kVA ;  Installation d’arrêt de secours ;
  • 20. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 20 6. Les différents clients de la société SalamGaz : Salam Gaz compte parmi ses clients toutes les sociétés de distribution du GPL conditionné opérant sur le territoire marocain. Afin de mériter la confiance de ses clients, Salam Gaz est constamment à leur écoute afin de répondre à leurs exigences et leur fournir le meilleur possible. Cette figure ci-dessous représente les différents clients de Salam Gaz : Figure 6 : Quelque différents clients de Salam Gaz II. Présentation de sites d’activités, produits et activités : 1. Produits et activités : Salam Gaz joue un rôle important dans l'introduction du gaz butane et propane au Maroc. Les GPL sont issus du raffinage et des champs gaziers. Ils sont d'un usage respectueux de l'environnement et d'un coût très compétitif. L'activité de Salam Gaz consiste à assurer :  L’approvisionnement et la logistique des GPL par l'importation, le stockage et le transport ;  L'emplissage de gaz (Butane et Propane) conditionné pour le compte de sociétés de distribution à travers un réseau de 12 centres emplisseurs ;
  • 21. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 21  Le Service Client par l'entretien et la réparation des bouteilles et des casiers, leur lavage, leur peinture, et d'autres services qui assurent aux consommateurs la meilleure qualité et sécurité. 2. Utilisation GPL : Les GPL offrent une excellente efficacité énergétique. Ils sont respectueux de l'environnement, facilement manipulables et à coût très compétitif. Le Butane et Propane sont une source d'énergie très utile dans plusieurs applications : cuisson, chauffage, sanitaire, industriels, touristiques et agroalimentaires. Les principaux usages domestiques des GPL sont :  La cuisson : Le gaz (GPL) demeure de loin la source d'énergie la plus adoptée en terme de cuisson, que ce soit dans les complexes de restauration ou bien dans les foyers. La montée rapide de la température et le réglage immédiat de la puissance permet une grande souplesse d'utilisation pour une cuisson adaptée qui préserve les aliments de toute altération. Les fournisseurs de cuisinières offrent actuellement une large gamme combinâtes thétique et précaution liées à la sécurité d'utilisation. Certaines plaques assurent la coupure de l'arrivée de gaz en cas d'extinction accidentelle de la flamme.  L'eau chaude sanitaire : Grâce au chauffe-eau à gaz profitez d'une eau chaude instantanée autant que le désirez pour toute la famille. Ces avantages vont de paire avec un coût très compétitif.  Chauffage : Le chauffage à gaz vous offre divers avantages: économie, souplesse d’utilisation et très faible émission de gaz carbonique. Il vous offre ainsi un large confort et bien être dans votre maison. 3. Caractéristiques GPL : Les gaz Butane et Propane, appelés couramment GPL font partie de la famille des hydrocarbures dits "saturés" dont les molécules sont composées d’atomes d’hydrogène
  • 22. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 22 et de carbone. Ils sont issus à plus de 60 % des champs de gaz naturel. Ils proviennent pour le reste du raffinage de pétrole brut dont ils représentent entre 2 et 3 % de l’ensemble des produits raffinés. CARACTERISTIQUES REGLEMENTAIRES : BUTANE PROPANE Formule chimique C4H10 C3H8 Identification des dangers Gaz liquéfié extrêmement inflammable Gaz liquéfié extrêmement inflammable Tension Vapeur à 50°C (Absolu) ≤ 8.5 bar ≤ 20.6 bar Evaporation à l’essai dit « en éprouvette ouverte » - % d’évaporation en volume à température de +1°C 95% 98% Teneur en composés sulfurés corrosifs Le butane ne doit pas avoir une teneur hydrogène sulfuré et en mercaptans supérieure à celle décelable par l’essai au plombite de soude et soufre dit « Docteur Test Spécial » Le propane commercial ne doit pas avoir une teneur hydrogène sulfuré et en mercaptans supérieure à celle décelable par l’essai au plombite de soude et soufre dit « Docteur Test Spécial » Teneur en Hydrocarbures plus lourds que le propane Le résidu ne doit pas dépasser 2% en volume par la méthode dite « de fusion du mercure » Teneur en eau Le butane commercial doit être exempt d’eau entraînée mécaniquement Le propane commercial ne doit pas contenir d’eau décelable par l’essai au bromure de cobalt Température d'ébullition 0 °C - 43 °C Odeur Traités de façon à émettre une odeur caractéristique Tableau 5 : Caractéristiques réglementaires du Butane et Propane 4. Approvisionnements et logistiques : L'approvisionnement en GPL vrac représente une importance vitale dans la chaîne de l'emplissage des bouteilles de gaz. En matière d'approvisionnement en GPL vrac, Salam Gaz mène une démarche visant la disponibilité optimale dans ses centres emplisseurs en s'approvisionnant des sources de proximité chez des fournisseurs potentiels et fiables. De part l'implantation
  • 23. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 23 géographique des centres emplisseurs, leur approvisionnement est assuré par des achats à partir des raffineries locales de Mohammedia et de Sidi Kacem et par des importations via le Terminal GPL de Salam Gaz à Nador et le stockage de Somas à Mohammedia. Consciente des enjeux majeurs de l'approvisionnement en GPL Vrac, Salam Gaz poursuit depuis quelques années un programme ambitieux d'investissement en infrastructure logistique et en outils d'accompagnement du métier de Trading, notamment pour :  L’augmentation des capacités de stockage dans les centres emplisseurs.  L’extension des capacités de réception, de stockage et de livraison du Terminal GPL à Nador.  La création d'un nouveau Terminal GPL proche de Nador WEST Med.  La veille sur les marchés des GPL.  La formation du personnel de l'approvisionnement et de la logistique. 5. Emplissage etlivraison : L'emplissage des bouteilles de gaz est réalisé suivant un processus intégré qui assure la qualité et la sécurité au consommateur. Salam Gaz emplie pour le compte de ses clients et conformément aux normes de sécurité des bouteilles de tailles et de types différents: 3kg, 6kg, 12kg butane et la bouteille de 34kg propane. Figure 7 : Types des bouteilles remplies Pour les BD de type 12kg butane et 34Kg propane, ils ont même processus d'emplissage sauf que le des BDs 34Kg sont remplis manuellement.
  • 24. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 24 6. Service clients : La société Salam Gaz désigne par "Services Clients" l'ensemble des prestations d'entretien et de réparation des bouteilles et des casiers de ses clients. Dans ce domaine, elle offre à ses clients un service de qualité répondant aux normes de sécurité. Cet ensemble de produits d'entretien et de réparation proposé à ses clients leur permet de réduire le temps d'immobilisation des bouteilles par une remise en état rapide. Ainsi, ses clients peuvent réaliser des économies sur les frais de la logistique et sur les coûts des consommables. Les principales prestations réalisées dans les centres Salam Gaz sont :  Remplacement des organes d'étanchéité : Robinets et boites à clapet ;  Lavage des bouteilles ;  Rée-preuve dans le cadre du contrôle réglementaire des bouteilles ;  Peinture des bouteilles 3kg, 6kg, 12kg et 34kg ;  Redressage des pieds de bouteilles ;  Réparation à chaud et peinture des casiers ; Ces travaux sont réalisés dans des conditions de qualité et de respect de la réglementation et des exigences des clients. III. Politique QSE et RSE de la société : Salam Gaz fournit un travail continu sur l'amélioration de ses procédures de santé et sécurité au travail. Elle est aussi consciente de l'implication dans la protection de l'environnement. Qualité, Sécurité & Environnement (QSE) : Salam Gaz a décidé de mettre en place un système de Management Intégré (SMI), qui s’appuie essentiellement sur les référentiels ISO 9001, OHSAS 18001 et ISO 14001.
  • 25. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 25 Ce système couvre l’ensemble de ses centres emplisseurs, son terminal Nador et siège administratif, ainsi que toutes ses activités liées aux GPL conditionnés et vrac, à savoir : la logistique, l’emplissage, les services associés et la commercialisation. Il constitue le socle de toute une série de démarches, visant l’amélioration continue. A cet effet Salam Gaz s’engage à : • Respecter les Lois, les Réglementations, les Normes et les autres exigences en vigueur dans les domaines QSE, liés à ses activités ; • Répondre aux exigences des clients en termes de Qualité, Disponibilité, Délais et Sécurité de ses produits et services ; • Préserver les bouteilles et les produits fournis par le client ; • Réduire au niveau le plus faible les Risques et les Impacts Environnementaux de l’ensemble de ses activités, en particulier ceux liés aux GPL, à la circulation des personnes et des véhicules, aux travaux relatifs à la peinture des bouteilles, ainsi qu’aux déchets solides et liquides ; • Eliminer efficacement toutes les conditions qui pourraient causer des Accidents de travail, des Maladies professionnelles et pollutions Environnementales ; • Utiliser les Ressources Naturelles et Energétiques de manière rationnelle ; • Améliorer continuellement ses performances à travers la Mesure, la surveillance, la Prévention. Afin de satisfaire ses engagements, Salam Gaz s’assure : • De communiquer de façon permanente et efficace sur le système de management intégré auprès de toutes les parties prenantes intéressées ; • De disposer d’un veille sur le légal et réglementaire et sur les bonnes pratiques QSE, évaluer périodiquement sa conformité aux textes de lois, règlements et autres exigences applicables ;
  • 26. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 26 • D’améliorer en continu les processus et les bonnes pratiques afin de les rendre plus efficaces et plus efficients ; • De renforcer les rapports établis avec ses parties prenantes intéressées ; • De développer la formation, la sensibilisation, la responsabilisation et la mobilisation de l’ensemble de ses collaborateurs ; Cette démarche permettra à Salam Gaz d’améliorer en continu ses produits et services, dans le respect de la sécurité et de l’environnement et ce, en vue de gagner la satisfaction de ses clients. En 2012, Salam Gaza reçus le label CGEM concernant la Responsabilité Social des Entreprise (RSE). Sa politique Sociale est axée sur une culture de dialogue avec ses employés et ses partenaires sociaux. Elle permet de renforcer le climat de confiance et de transparence au sein de Salam Gaz. CONCLUSION Dans ce chapitre, il me semble que j’ai maintenant mieux appris le déroulement du travail au sein du centre emplisseur d’Al Hoceima, j’ai observé la procédure d’emplissage des BDs 3kg et celles de 12kg, et aussi la tache de chaque ouvrier, ensuite j’ai visité la zone de réparation et peinture des BDs, où j’ai pris la procédure adoptée pour changer les robinets et les clapets des bouteilles défectueuses. De plus, de ce chapitre j’ai cité les différentes unités existées dans le centre emplisseur d’Al Hoceima à savoir l’unité de sécurité, l’unité de stockage, l’unité de déchargement…etc. Cette dernière est appelée le dépotage, qui est une méthode de déchargement camion-citerne assurée par un compresseur ou une pompe, qui seront comme axes principal du chapitre suivant, afin de savoir le fonctionnement du chaque machines d’eux.
  • 27. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 27 Chapitre 2 : Partie théorique : Compresseurs et Pompes
  • 28. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 28 INTRODUCTION Dans ce chapitre, je vais m’intéresser à la partie théorique du mon projet proposé par le centre emplisseur d’Al Hoceima, précisément à la présentation des deux machines électriques utilisées dans lé dépotage de GPL : Les compresseurs et les pompes. Dans ce sens, je vais citer les différents types des compresseurs et pompes, ainsi que leurs principes de fonctionnement, afin de choisir les machines adéquates pour le dépotage du GPL. I. Les compresseurs : 1. Principe de fonctionnement : Un compresseur mécanique est un organe mécanique destiné à augmenter la pression d’un gaz et donc son énergie. Il existe également des compresseurs sans aucun organe mécanique, ce sont les thermo-compresseurs, plus communément appelés éjecteurs. Figure 8 : Schéma de principe d’un compresseur Utilisation : Les compresseurs mécaniques sont utilisés dans les automobiles, les avions mais aussi sur les bateaux à moteur, dans l'industrie pour produire de l'air comprimé, dans les systèmes frigorifiques, ainsi que dans d’innombrables autres domaines. Un simple ventilateur peut être considéré comme un compresseur mécanique.
  • 29. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 29 2. Classification des compresseurs : À pistons Centrifuge Compresseur hydraulique Axial À palettes À vis Scroll Figure 9 : Classification des compresseurs À lobe(s) a. Compresseurs rotatifs : Centrifuge : Les compresseurs centrifuges agissent principalement par accélération centrifuge d’un flux de fluide, on les retrouve également dans les turbines à gaz, turboréacteurs, et turbocompresseurs Axial : Le compresseur axial est un compresseur dont le flux d'air suit l'axe de rotation. Le compresseur axial génère un flux continu d'air comprimé et fournit un rendement élevé pour une masse volumique donnée et une section donnée du compresseur. Il est nécessaire d'avoir plusieurs étages de pales pour obtenir des pressions élevées et des taux de compression équivalent a ceux d'un compresseur centrifuge. À palette Le compresseur à palettes est un compresseur dit à rotation. Il est constitué d'un stator cylindrique dans lequel tourne un rotor excentré. Ce dernier est muni de rainures radiales dans lesquelles coulissent des palettes qui sont constamment plaquées contre la paroi du stator par la force centrifuge. Compresseurs Compresseurs rotatifs Compresseurs alternatifs
  • 30. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 30 La capacité comprise entre deux palettes est variable. Devant la tubulure d'aspiration, le volume croît : il y a donc aspiration du gaz. Ce gaz est ensuite emprisonné entre deux palettes et transporté vers la tubulure de refoulement. Dans cette zone, le volume décroît et le gaz comprimé s'échappe dans la tuyauterie de refoulement. Figure 10 : Compresseur à palette Deux conceptions de compresseur existent :  Fonctionnement avec lubrification : les palettes sont en général en acier et l'huile, outre la diminution du frottement entre palettes et stator, assure l'évacuation des calories et améliore aussi l'étanchéité au niveau des contacts palettes/stator. Dans cette configuration, le gaz comprimé est pollué par l'huile, il est donc parfois indispensable de purifier le gaz comprimé par un procédé adéquat (décantation ou filtrage).  Fonctionnement à sec avec des palettes en matériau composite chargé en graphique ou en téflon. À vis : Le compresseur à vis comporte deux vis synchronisées contre rotatives qui permettent de comprimer le gaz. Comme pour le compresseur à piston, on joue ici sur une diminution du volume pour augmenter la pression. L'aspiration du gaz, se fait d'un côté dans l'axes des vis, du côté ou l'empreinte des vis est la plus creusée, de l'autre côté, après un parcours de plus en plus étroit entre les vis, le gaz comprimé est libéré. Les frottements entre les vis sont faibles relativement aux pistons dans les cylindres qui utilisent des segments pour assurer l'étanchéité.
  • 31. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 31 L'huile utilisée dans ces compresseurs est souvent refroidie. Car, contrairement aux compresseurs à pistons, l'huile sert surtout à l'étanchéité, mais aussi à la lubrification et au refroidissement. Si l'huile est trop chaude, elle n'est plus assez visqueuse pour garantir l'étanchéité et la lubrification. Il existe aussi des compresseurs à vis dont les chambres de compression ne sont pas lubrifiées. Les vis synchronisées, n'entrent pas en contact l'une avec l'autre. Le gaz comprimé produit est alors totalement exempt d'huile. Figure 11 : Compresseur à vis Scroll Le compresseur à spirale, également connu sous le nom de compresseur G ou scroll, emploie deux spirales intercalées comme des palettes pour pomper et comprimer des fluides. Souvent, une des spires est fixe, alors que l'autre se déplace excentriquement sans tourner, de sorte à pomper, emprisonner puis comprimer des poches de fluide entre les spires À lobes Le compresseur à engrenage ou à lobes, souvent appelé compresseur roots, est un système mécanique comprenant deux lobes qui emprisonnent l'air lors de leur rotation. Le volume emprisonné et le rapport de leur vitesse de rotation par rapport à celle du moteur qu'il alimente détermine le taux de compression. b. Compresseurs alternatives : À pistons Dans un compresseur à pistons, chaque piston présente un mouvement alternatif dans un cylindre. Lors de l'aller, le piston aspire le fluide à une certaine pression puis le comprime au retour.
  • 32. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 32 Pour cela, chaque piston est muni d'une entrée et d'une sortie à clapet anti-retour. Le clapet d'admission ne peut laisser passer le gaz que vers la chambre du piston. À l'inverse, le clapet d'échappement ne peut laisser passer le gaz que vers le circuit extérieur. De plus, le clapet d'échappement offre une certaine résistance, de façon à ne s'ouvrir que lorsque la pression de l'intérieur de la chambre du cylindre atteint une valeur suffisante. Figure 12 : Compresseur à pistons Voici le fonctionnement pas à pas :  Le piston « descend » : la dépression créée à l'intérieur du cylindre entraîne l'ouverture du clapet d'admission et le fluide est aspiré. Le clapet d'échappement est fermé, car il ne marche que dans un sens.  Le piston commence sa « remontée » : le fluide commence à se comprimer, car il ne peut sortir par le clapet d'admission (clapet anti-retour) et sa pression n'est pas suffisante pour pousser le clapet d'échappement (maintenu en place par un ressort par exemple). Le fluide ne pouvant s'échapper, il se compresse, car la « remontée » du piston diminue le volume dans le cylindre.  La pression du fluide atteint la pression voulue (contrôlé par la raideur du ressort) : cette pression est suffisante pour ouvrir le clapet d'échappement et le fluide sous pression s'échappe donc. Le piston finissant sa remontée, il chasse le fluide tout en maintenant sa pression.  Le clapet d'échappement se ferme lorsque le piston arrive au point mort haut et un nouveau cycle recommence.
  • 33. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 33 Un compresseur à piston est souvent muni de plusieurs pistons, dont les phases d'admission et d'échappement sont décalées pour avoir une sortie de fluide plus constante dans le réservoir. En effet, pour chaque piston, la sortie du gaz comprimé n'occupe qu'une petite partie du cycle. Compresseur hydraulique Le terme compresseur ou compresseur hydraulique est aussi beaucoup utilisé pour nommer un groupe hydraulique ou une centrale hydraulique. Il peut être à pistons, palettes, engrenages, vis, etc. La technologie est la même que les compresseurs classiques, mais doit supporter des pressions entre 20 et 700 bars, selon les applications. II. Les pompes : 1. Introduction : Les pompes sont des machines hydrauliques qui servent à déplacer des liquides, également sont des appareils qui génèrent une différence de pression entre les tubulures d’entrée et de sortie. Suivant les conditions d’utilisation, ces machines communiquent au fluide, de l’énergie potentielle (par accroissement de la pression en aval) soit de l’énergie cinétique par la mise en mouvement du fluide. Au point de vue physique, la pompe transforme l’énergie mécanique de son moteur d’entraînement en énergie hydraulique. 2. Classification des pompes : Figure 13 : Classification des pompes Pompes Pompes volumétriques Turbo-pompes
  • 34. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 34 3. Domaine d’utilisation : Figure 14 : Domaine d’utilisation de ces deux types de pompes LES POMPES VOLUMETRIQUES : Ce sont les pompes à piston, à diaphragme, à noyau plongeur…et les pompes rotatives telles les pompes à vis, à engrenages, à palettes, péristaltiques….Lorsque le fluide véhiculé est un gaz, ces pompes sont appelées : Compresseurs. LES TURBO-POMPES : Elles sont toutes rotatives. Ce sont les pompes centrifuge, à hélice, hélico- centrifuge. 4. Pompes volumétriques : Une pompe volumétrique sous compose d’un corps de pompe parfaitement close à l’intérieure de qu’elle ce déplace un élément mobile, le fonctionnement repose sur le principe suivant : 1- Exécution d’un mouvement cyclique.
  • 35. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 35 2- Pendant un cycle un volume déterminer, le liquide pénétrer dans un compartiment, avant d’être refoulé à la fin. Donc la pression de liquide augmente de la pression d’aspiration à la pression de refoulement. On distingue généralement deux types de pompes : des pompes volumétriques alternatives, et les pompes volumétriques rotatives. a. Pompes volumétriques alternatives : Pompes à piston : Figure 15 : Schéma explicatif du fonctionnement d’une pompe à pistons 1- Clapet d’aspiration. 2- Clapet de refoulement. Pa : P. atm. P1 : Pression de liquide dans le cylindre. P2 : Pression de liquide dans le réservoir. Quand le piston se déplace gauche à droite, le volume de cylindre qui contient le liquide augmente est la P1 diminuée, le clapet 1 s’ouvre le liquide monte dans le cylindre : P1
  • 36. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 36 Quand le piston va de la droite vers la gauche, la pression de liquide augmente car le liquide dans une substance incompressible, clapet 1 se ferme et le clapet 2 s’ouvre donc le liquide est refoulé grâce à une différence de pression (P1-P2). Les pompes volumétriques alternatives permettre doit obtenu des hauteurs manométriques totales beaucoup plus élevée que les pompes centrifuges, la pression de refoulement est ainsi plus importante (25 bar). Le rendement de ce type des pompes est d’ordre de 0.9 (90 %). Pompes à diaphragme (doseuses) : Les pompes à diaphragme sont essentiellement à piston, appelées aussi pompes à membrane, le fluide n’entre pas en contact avec les éléments mobiles de la machine. Ces pompes sont donc bien adaptées au pompage des liquides corrosifs ou/et chargés de particules solides. Ce type des pompes sont caractérisées par un dédit de refoulement très faible (de quelque L/h ou m3 /h) et peuvent atteindre des pressions de refoulement allé jusqu’à 300 bar, elles sont autoamorçantes et n’accepte que les viscosités faibles. Les principaux domaines d’applications sont : - Dosage fin des produits chimiques. - Injection du carburant automobile. Figure 16 : Principe du fonctionnement d’une pompe à diaphragme
  • 37. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 37 Pompes à piston plongeur : Cette machine est un compromis entre la pompe à piston et la pompe à membrane. Le fluide n’est pas isolé du piston, mais les frottements de celui-ci sont faibles car limités au niveau du presse-étoupe qui assure l’étanchéité. Ces pompes sont adaptées à la production de hautes pressions. Figure 17 : Principe du fonctionnement d’une pompe à piston plongeur b. Pompes volumétriques rotatives : Ces pompes montrent un grand succès pour le transfert des liquides visqueux, sont simple de point de vue de construction. Sont caractérisées par :  Absence des soupapes ou de clapets.  Obtention des débits régulier et peuvent être élevés. Pompes à engrenages : Deux pignons tournent en sens inverse dans un carter. Le fluide situé entre les dents et la paroi du carter est contraint d’avancer au cours de la rotation, tandis qu’au centre, le contact permanent entre les deux pignons empêche le retour du fluide vers l’amont malgré la différence de pression et le déplacement des dents qui se fait en direction de l’entrée. Ces pompes peuvent fournir un débit de l’ordre de 80 à 100 m3 /h et des pressions maximales de l’ordre de 10 à 15 bar.
  • 38. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 38 Le point faible de ces pompes est l’usure des dents qui se traduit par des fuites. Figure 18 : Principe du fonctionnement d’une pompe à engrenages 1- Chemise de la pompe. 2- Engrenage A. 3- Engrenage B. 4- Tube d’aspiration. 5- Tube de refoulement. 6- Axe de moteur. L’axe de l’engrenage B est couplé à un moteur quand l’axe B fait la rotation l’engrenage A est entraîné par B mais dans le sens inverse, donc le liquide est entraîné par A et B de bas au haut. Pompes à palette rigide : C’est la classique pompe à vide. Un rotor excentré tourne dans un cylindre fixe. Sur ce rotor, des palettes, libres de se mouvoir radialement, et poussées par des ressorts s’appliquent sur la face intérieure du cylindre fixe. Les espaces ainsi délimités varient au cours de la rotation et créé les dépressions nécessaires au fonctionnement d’une pompe volumétrique. Ces pompes conviennent bien aux gaz.
  • 39. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 39 Figure 19 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide Pompes péristaltiques : Son principe de fonctionnement est plutôt simple : un tuyau souple est écrasé par des galets, le fluide est alors repoussé sans turbulence, ni cisaillement. Il n’y a pas non plus de contact entre le fluide et les pompes mécaniques. Son débit est limité à des valeurs de l’ordre de 60 à 80 m3 /h. Par contre, le rendement est de 100 % et elle est la pompe doseuse par excellence. Figure 20 : Principe du fonctionnement d’une pompe à palette rigide 5. Turbo-pompes : Les turbo-pompes sont de construction très simple : en version de base, elles sont essentiellement constituées d’une pièce en rotation, le rotor appelé aussi roue ou hélice qui tourne dans un carter appelé corps de pompe.
  • 40. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 40 Figure 21 : Exemples des turbo-pompes ASPIRATION : La pompe étant amorcée (c’est à dire pleine de liquide), la vitesse du fluide qui entre dans la roue augmente, et par conséquent la pression dans l’ouïe diminue, engendrant ainsi une aspiration et le maintien de l’amorçage. ACCELERATION : La rotation augmente la vitesse du fluide tandis que la force centrifuge qui le comprime sur la périphérie augmente sa pression. Les aubes sont le plus souvent incurvées et inclinées vers l’arrière par rapport au sens de rotation, mais ce n’est pas une obligation. Dans un même corps de pompe on peut monter des roues différentes en fonction des caractéristiques du fluide. REFOULEMENT : Dans l’élargissement en sortie, qui se comporte comme un divergent, le liquide perd de la vitesse au profit de l’accroissement de pression : l’énergie cinétique est convertie en énergie de pression. À retenir : 1) Les caractéristiques importantes des compresseurs : La cylindrée : C’est le volume des cylindres d'un compresseur (en une rotation). Cylindrée =  (D 2 /4)  C  NB D = Diamètre du cylindre C = Course du piston NB = Nombre de cylindre du compresseur
  • 41. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 41 Unités du SI : m3 Unités utilisées dans l’industrie : LE LITRE Le volume engendré ou le volume balayé : C’est le volume généré par les cylindres en un temps donné. 𝐕𝐛 =   (D 2 /4)  C  NB  N D = Diamètre du cylindre C = Course du piston NB = Nombre de cylindre du compresseur N = Vitesse de rotation du compresseur Unités du SI : m3 / s Unités utilisées dans l'industrie : m3 / h Le taux de compression : C’est le rapport entre la pression de refoulement (en Bar absolu) et la pression d'aspiration (en Bar absolu) il peut nous indiquons le degré d'usure des clapets et des segments.  = H.P. / B.P. Unités : Aucune Le rendement volumique ou volumétrique : Etant donné la technologie du compresseur (segments, clapets, espace mort, etc.…) celui-ci n'aura pas un rendement parfait (égal à 1). V = 1 - (0.05   )  = Taux de compression Unités : Aucune Le débit volumique aspiré : C’est le volume réellement aspiré et mis en mouvement par le compresseur. 𝐕𝐚 = Volume balayé  v
  • 42. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 42 Unités du SI : m3/ s Unités utilisées dans l’industrie : m3/ h Le débit massique : C’est la masse de fluide réellement mis en mouvement par le compresseur. 𝐐 𝐦 = 𝐕𝐚   = 𝐕𝐚 / 𝐕 𝐦 aspiré  = Masse volumique du fluide Vm= Volume massique du fluide Unités du SI : Kg / s Unités utilisées dans l'industrie : Kg / h 2) Les caractéristiques importantes des pompes : Le débit : Le débit Q fourni par une pompe est le volume refoulé pendant l’unité de temps. Il s’exprime en mètres cubes par seconde (m3 /s) ou plus pratiquement en mètres cubes par heure (m3 /h). La hauteur manométrique : On appelle hauteur manométrique H d’une pompe, l’énergie fournie par la pompe par unité de poids du liquide qui la traverse. Elle s’exprime en mètre (m). La hauteur manométrique varie avec le débit et est représentée par la courbe caractéristique H = f(Q) de la pompe considérée (donnée constructeur). La puissance hydraulique : La puissance hydraulique communiquée au liquide pompé est liée au 2 grandeurs précédentes. Si Q le débit et H la hauteur manométrique de la pompe, la  est la masse volumique du fluide, puissance hydraulique P est donnée par 𝑷 𝒉𝒚𝒅𝒓𝒂𝒖𝒍𝒊𝒒𝒖𝒆 = 𝐐 × 𝐇 ×  𝟑𝟔𝟕 ×  𝛈 H : La hauteur manométrique  : Le rendement 𝐐 : Le débit  : La masse volumique
  • 43. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 43 CONCLUSION Dans ce chapitre, j’ai présenté les différentes types des deux machines électriques que je vais étudier ultérieurement dans mon projet du stage d’ouvrier, leurs principes de fonctionnement, et ainsi que leurs caractéristiques importantes à savoir le débit, la puissance...etc. Afin de bien dimensionner chacune de ces machines. Dans ce sens, ce chapitre va m’aider de choisir la machine adéquate par rapport au cahier de charge proposée par le centre emplisseur d’Al Hoceima, en se basant sur ces données : Le débit d’aspiration et celui de refoulement, la hauteur manométrique et la pression, ce qui est l’objectif du prochain chapitre, en faisant une étude comparative entre deux méthodes de dépotage du GPL.
  • 44. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 44 Chapitre 3 : Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL
  • 45. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 45 INTRODUCTION Dans ce chapitre, je vais essayer de présenter la problématique du projet, en prenant en considération l’état actuel du centre emplisseur d’Al Hoceima, afin de trouver une solution convenable au problème de la consommation d’énergie électrique. Dans ce sens, je vais proposer deux solutions distinctes, une par l’utilisation d’un compresseur GPL, l’autre par l’utilisation d’une pompe volumétrique en insérant dans les deux cas un variateur électronique de vitesse, tout ça pour choisir la machine adéquate et la moins consommée au sens de la facturation d’énergie électrique. I. Problématique : 1. La situation actuelle : Le centre emplisseur d’Al Hoceima utilise un compresseur Blackmer associé à un moteur asynchrone triphasé ADF à démarrage étoile/triangle pour le déchargement du GPL (dépotage) de camion vers les deux réservoirs (Sphère et cylindre). Figure 22 : Le compresseur de dépotage du GPL au centre emplisseur d’Al Hoceima Les compresseurs de dépotage du GPL sont des compresseurs caractérisés par la proportionnalité entre le débit et la pression.
  • 46. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 46 Le lieu de déchargement possède trois postes, deux pour le butane et un pour le propane, donc la synchronisation entre la tuyauterie du butane (Orange) et celle du propane (Jaune) se fait manuellement à l’aide d’une manivelle. Ce compresseur est utilisé à la fois pour le dépotage du butane et propane. 2. Principe du fonctionnement et caractéristiques de démarrage actuel (Etoile/Triangle) : Figure 23 : Schéma électrique d’un démarrage étoile/triangle d’un MAS  Caractéristiques du réseau : Triphasé : 380V - 50Hz  Caractéristiques de moteur du compresseur : P = 37 kW N = 1475 tr/min U = 380V F = 50Hz In = 73 A Cos  = 0.86 Id/In = 5 ƞ = 89 % Le courant du démarrage atteint cinq fois le courant nominal du moteur.
  • 47. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 47 Schéma de commande Schéma de puissance F2 : Contact auxiliaire du relais thermique Q1 : Contact auxiliaire du fusible sectionneur S1 : Bouton poussoir arrêt S2 : Bouton poussoir marche KM1 : Bobine du contacteur couplage étoile KM2 : Bobine du contacteur principale KM3 : Bobine du contacteur couplage triangle F2 : Relais thermique Q1 : Fusible sectionneur M3 : Le moteur asynchrone triphasé KM1 : Contacteur couplage étoile KM2 : Contacteur principal KM3 : Contacteur couplage triangle L1, L2, L3 : Alimentation triphasée Tableau 6 : L’appareillage du moteur asynchrone triphasé du compresseur MISE EN FONCTIONNEMENT : La mise sous tension du moteur M3 se fait en appuyant sur le bouton S2, le moteur M3 démarre couplé en étoile durant 15 secondes. Après écoulement de la temporisation de KM1 de 15 secondes, le moteur est couplé automatiquement en triangle. Le bouton poussoir S1 permet la mise à l'arrêt du moteur quelle que soit la phase de fonctionnement. ARRET DU FONCTIONNEMENT : Suite à une panne de courant, lors du retour de la tension d’alimentation, le moteur ne doit pas redémarrer tout seul. La fonction arrêt est prioritaire sur la fonction marche. PROTECTIONS : Un défaut thermique sera détecté par le relais thermique F2 et provoquera une mise à l'arrêt du moteur. L’ouverture du sectionneur porte fusible Q1 provoquera la mise hors tension de la commande avant l’ouverture des pôles principaux de sectionneur.
  • 48. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 48 3. Analyse de la consommation d’énergie électrique du compresseur : Pour la consommation d’énergie électrique, je vais déterminer la quantité quotidienne, mensuelle et annuelle de Kilowatts consommées par le compresseur de dépotage du GPL, le tableau ci-dessous donne la durée totale du déchargement camion- citerne en minute : Tableau 7 : La durée d’opération déchargement camion-citerne Donc, la durée moyenne totale effectuée dans l’opération déchargement citerne- camion est 44 minutes, sachant que : 1 kW/h = 1.2 MAD Et puisque cette opération se répète quatre fois par jours, on aura :
  • 49. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 49 Temps (h) Puissance (kW/h) Prix (MAD) 0,733 (44 minutes) 35 42 2,933 (un jour) 140 168 17,6 (une semaine) 840 1008 73,333 (un mois) 3500 4200 879,996 (1 an) 42000 50400 8799,96 (10 ans) 420000 504000 Tableau 8 : Les tarifs de la consommation d’énergie électrique II. Solutions proposées : La consommation énergétique peut être optimisée en réduisant la vitesse de rotation du moteur et aussi le courant du démarrage / l’arrêt, tout ça en utilisant un variateur électronique de vitesse. Donc l’utilisation d’un variateur électronique de vitesse assure la vitesse de rotation du moteur ainsi que la rampe d’accélération et de la décélération, d’où l’optimisation de l’énergie électrique consommée par le centre emplisseur d’Al Hoceima. D’autre part, mon projet consiste à faire une étude comparative entre l’utilisation d’un compresseur ou une pompe pour le dépotage du GPL, afin de choisir la machine adéquate et la moins consommée au sens énergétique, en insérant bien sur un variateur électronique de vitesse dans les deux solutions que je vais étudier. 1. 𝟏é𝐫𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐢𝐨𝐧 ∶ La première solution proposée pour faire le dépotage du GPL est d’utiliser un compresseur à moteur électrique asynchrone triphasé ADF avec un variateur électronique de vitesse. a. Principe du fonctionnement : Le rôle du ce compresseur est d’aspirer une variation de pression Δp contenant dans la citerne du camion et de la augmenter afin d’avoir une haute pression, cette dernière va faire déplacer le liquide dans la citerne pour que y arriver aux réservoirs (Butane ou propane).
  • 50. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 50 Le rôle du variateur électronique de vitesse est d’assurer un démarrage / arrêt progressif afin de minimiser la puissance utile du moteur. De plus, son rôle principal consiste à varier la vitesse du moteur selon le choix d’utilisateur, en changeant la fréquence du fonctionnement. b. Critères du choix : Puisque le centre emplisseur d’Al Hoceima possède déjà un compresseur pour le dépotage du GPL, alors je vais essayer d’utiliser le même compresseur mais en ajoutant un variateur électronique de vitesse en amont du moteur asynchrone triphasé ADF du compresseur.  Les caractéristiques du moteur du compresseur : P = 37 kW N = 1475 tr/min  = 89 % U = 380 V F = 50 Hz Cos () = 0,86 In = 73 A  Les caractéristiques de variateur électronique de vitesse : Altivar 61 Moteur Réseau Variateur électronique de vitesse Puissance indiqué sur la plaque Courant de ligne Puissance apparente Courant maximal permanent Courant transitoire maximal Référence Masse 37 kW 84 A 55,3 kVA 79 A 94,8 A ATV61H D37N3 37 kg Tableau 9 : Fiche caractéristique d’ATV61HD37N3
  • 51. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 51 2. 𝟐é𝐦𝐞 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐢𝐨𝐧 ∶ Comme deuxième solution proposée pour faire le dépotage du GPL est d’utiliser une pompe volumétrique à moteur électrique asynchrone triphasé ADF avec un variateur électronique de vitesse, ce dernier dispositif à pour rôle de protéger la pompe contre les pressions excessives, car le débit varie en fonction de la vitesse de rotation. a. Principe du fonctionnement : Contrairement à la première solution, la pompe volumétrique consiste à aspirer le liquide contenant de la citerne et de le refouler vers les réservoirs. Figure 24 : Pompe volumétrique du GPL b. Critères du choix : Tout d’abord, je vais déterminer la puissance de pompe que je vais choisir comme deuxième solution dans mon projet, en mesurant pratiquement la hauteur manométrique H et en choisissant un débit Q correspondant à l’opération de dépotage du GPL. En se basant sur la formule suivante pour calculer la puissance de la pompe : 𝑷 = 𝑸 × 𝑯 ×  𝟑𝟔𝟕 × 𝜼 Avec :  : La masse volumique H : La hauteur manométrique  : Le rendement du moteur (0,6%) Q : Le débit de refoulement
  • 52. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 52 Butane : 0,6011 kg.l−1 (Liquide, − 0,5 °C) 2,709 kg.m−3 (Gaz, 0 °C, 1 013 mbar) Propane : 2,0098 kg.m−3 (Gaz, 0 °C, 1 015 mbar) 0,5812 kg.l−1 (Liquide, − 42,1 °C, 1 015 mbar) Les valeurs que je vais prendre pour déterminer la puissance de la pompe est : La masse volumique :  = 0.9 kg.m−3 La hauteur manométrique : H = 75 m Le débit : Q = 100 m3 /h  Les caractéristiques du moteur de la pompe : P = 30 kW N = 1475 tr/min U = 380 V F = 50 Hz In = 59 A Cos  = 0,86  Les caractéristiques de variateur électronique de vitesse : Altivar 61 Moteur Réseau Variateur électronique de vitesse Puissance indiqué sur la plaque Courant de ligne Puissance apparente Courant maximal permanent Courant transitoire maximal Référence Masse 30 kW 66 A 43,4 kVA 66 A 79,2 A ATV61H D30N3 37 kg Tableau 10 : Fiche caractéristique d’ATV61HD30N3 III. Généralités sur les dispositifs électroniques choisis : 1. Variateur électronique de vitesse : a. Définition : Un variateur électronique de vitesse est un équipement électrotechnique alimentant un moteur électrique de façon à varier sa vitesse de manière continue.
  • 53. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 53 La vitesse peut être proportionnelle à une valeur analogique fournie par un potentiomètre, ou par une commande externe : un signal de commande analogique ou numérique. La vitesse de synchronisation est proportionnelle à la fréquence, donc pour varier la vitesse de rotation du moteur, en faisant varier la fréquence, alors il s’agit d’un variateur de fréquence. Figure 25 : Variateur électronique de vitesse b. La constitution : Un variateur électronique de vitesse est constitue d’un redresseur (Convertisseur 1) et un onduleur (Convertisseur 2). Le redresseur va permettre d’obtenir un courant quasi continu. À partir de ce courant continu, l’onduleur (MLI) va permettre de créer un system triphasé de tensions alternatives dont on pourra faire varier la valeur efficace et la fréquence 2. Etude de démarrage : Démarrage progressif avec variateur électronique de vitesse : Le moteur triphasé est devenu aujourd’hui synonyme d’entraînement. Pourtant, le démarrage direct ou même le démarrage étoile-triangle ne représentent pas toujours la solution idéale. Ils entraînent en effet des phénomènes gênants, comme des à-coups mécaniques dangereux pour la machine ou des chutes de tension dans le réseau d’alimentation.
  • 54. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 54 Les démarrages progressifs avec variateur électronique de vitesse à résolu ces problème, ils assurent un démarrage afin d’arriver la vitesse désirée et un arrêt (décélération). Le démarrage progressif des moteurs triphasés permet de réaliser de manière simple et économique des concepts de machines optimaux et tournés vers l’avenir. Avantage du démarreur progressif : Démarrage sans à coup montée progressive en vitesse ; Limitation de l’appel du courant lors du démarrage ; Usure réduite des systèmes mécaniques de transmission. Schéma électrique d’un moteur asynchrone triphasé avec démarreur progressif : Figure 26 : Démarrage d’un moteur asynchrone triphasé avec un démarreur progressif
  • 55. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 55 3. Schémas électriques et l’appareillage du moteur : Schéma électrique :
  • 56. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 56 L’appareillage : Sectionneur : Le sectionneur est un appareil électromécanique permettant de séparer, de façon mécanique, un circuit électrique et son alimentation, tout en assurant physiquement une distance de sectionnement satisfaisante électriquement. L'objectif peut être d'assurer la sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou bien d'éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement pour pouvoir en utiliser les autres parties. Figure 27 : Symbole d’un sectionneur Symbole électrique d'un sectionneur triphasé avec un fusible sur chaque phase : À gauche les contacts des trois phases et du neutre, à droite les deux contacts secondaires de pré-coupure. Figure 28 2: Sectionneur électrique
  • 57. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 57 Contacteur : Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le passage du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique. Figure 29 : Symbole d’un contacteur Symbole électrique d'un contacteur tripolaire : À gauche la bobine, au centre les contacts de puissance, à droite un contact auxiliaire. Figure 30 : Contacteur électrique Contacteur auxiliaire : Dans un équipement, les contacteurs auxiliaires assurent les fonctions :  D’automatismes (relais d'automatisme),  d'interface entre partie commande et partie opérative (automates programmables, carte de contrôle).
  • 58. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 58  Définition : Contacteur auxiliaire est un bloc additif peut comporter des contacts NO (normalement ouvert), NC (normalement fermé) ou temporisés. On trouve en général une association de 2 NC + 2 NO par bloc additif. Les blocs de contacts temporisés comportent en général deux contacts : NC et NO. Figure 31 : Symbole de contacteur auxiliaire Figure 32 : Contacteur auxiliaire Relais thermique : Le relais thermique est un appareil qui protège le récepteur placé en aval contre les surcharges et les coupures de phase. Pour cela, il surveille en permanence le courant dans le récepteur. En cas de surcharge, le relais thermique n’agit pas directement sur le circuit de puissance. Un contact du relais thermique ouvre le circuit de commande d’un contacteur est le contacteur qui coupe le courant dans le récepteur. Figure 33 : Symbole d’un relais thermique Figure 34 : Relais thermique
  • 59. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 59 CONCLUSION Dans ce troisième chapitre, j’ai commencé par présenter la situation actuelle du centre emplisseur d’Al Hoceima, de connaitre la consommation d’énergie électrique avec le système de dépotage qu’il possède actuellement. Ensuite, j’ai entamé la partie primordiale de mon projet, qui est l’étude comparative entre les méthodes de transfert du GPL, dans laquelle j’ai proposée deux solutions distinctes, la première était par ancien compresseur mais en ajoutant un variateur électronique de vitesse, la deuxième solution proposée était par l’utilisation d’une pompe volumétrique aussi avec un variateur électronique de vitesse. Dans se sens, il me faut une étude et évaluation économique afin de déterminer la solution convenable et la moins consommée au sens de la consommation d’énergie électrique, qui est l’objectif du quatrième chapitre.
  • 60. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 60 Chapitre 4 : Étude économique du projet
  • 61. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 61 INTRODUCTION Ce chapitre vise à faire une comparaison au sens économique entre l’utilisation d’un compresseur et d’une pompe, en se basant sur la consommation d’énergie électrique au démarrage et au fonctionnement de chacune de ces machines, afin de choisir la machine de dépotage du GPL adéquate. De plus, je vais déterminer le cout des pièces et appareils utilisés dans cette installation électrique, à savoir le cout du moteur et la machine choisie, le câblage, l’appareillage….etc. Pour conclure, je vais déterminer la durée du retour d’investissement afin de savoir le rendement de mon projet par rapport à ce que le centre emplisseur d’Al Hoceima possède maintenant. I. Etude de la consommation énergétique : La puissance absorbée par le moteur peut être calculée à partir de la tension, du courant et du facteur de puissance : 𝐏𝐚 = √𝟑 × 𝐔 × 𝐈 × 𝐜𝐨𝐬 (𝛗 ) Le rendement du moteur correspond à la puissance utile divisée par la puissance absorbée : ƞ = 𝐏𝐮 𝐏𝐚 La puissance utile du moteur peut être calculée à partir de la vitesse et du couple utile avec la formule suivante : 𝐏𝐮 = 𝐂 𝐮 × 𝛚 = 𝐂 𝐮 × 𝟐 × 𝛑 × 𝐧 𝟔𝟎 = 𝐏𝐚 × ƞ
  • 62. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 62 Avec : 𝐏𝐮 [W] : Puissance utile U [V] : Tension 𝐏𝐚 [W] : Puissance absorbée I [A] : Courant C [N.m] : Couple nominal 𝐂𝐨𝐬 (𝛗 ) : Facteur de puissance 𝟂 [rad/s] : Vitesse angulaire Ƞ [%] : Rendement n [tr/min] : Vitesse de rotation 𝐈 𝐧 [A] : Courant nominal 1. La consommation énergétique au démarrage : a. Par compresseur : Le courant de démarrage : 𝐈 𝐝 = 𝟕𝟗 𝐀 Le coefficient de démarrage : 𝐈 𝐝 𝐈 𝐧 = 𝟕𝟗 𝟕𝟑 = 𝟏, 𝟏 La puissance absorbée par le réseau est : Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86 × 1,1 𝐏𝐚 = 𝟒𝟓, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖 La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur : 𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟒𝟎, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖 b. Par pompe : Le courant de démarrage : 𝐈 𝐝 = 𝟔𝟔 𝐀 Le coefficient de démarrage : 𝐈 𝐝 𝐈 𝐧 = 𝟔𝟔 𝟓𝟗 = 𝟏, 𝟏𝟐 La puissance absorbée par le réseau est : Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86 × 1,12 𝐏𝐚 = 𝟒𝟔, 𝟔𝟕𝟖 𝐤𝐖
  • 63. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 63 La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur : 𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟒𝟏, 𝟏𝟖𝟖 𝐤𝐖 2. La consommation énergétique au fonctionnement : a. Par compresseur : La puissance absorbée par le réseau est : Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 73 × 0,86 𝐏𝐚 = 𝟒𝟏, 𝟑𝟐 𝐤𝐖 La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur : 𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟑𝟕 𝐤𝐖 b. Par pompe : La puissance absorbée par le réseau est : Pa = √3 × U × I × cos (φ ) = √3 × 380 × 59 × 0,86 𝐏𝐚 = 𝟑𝟑, 𝟑𝟗𝟔 𝐤𝐖 La puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur : 𝐏𝐮 = 𝐏𝐚 × ƞ = 𝟑𝟎 𝐤𝐖 3. Analyse économique : Cette partie consiste à faire un bilan énergétique des deux méthodes adoptées afin de calculer les tarifs et de choisir la méthode adéquate au dépotage du GPL. Le temps du démarrage/arrêt est presque 14 secondes en totale pour les deux méthodes adoptées, alors que la différence est seulement au niveau du fonctionnement.  Pour un compresseur, la durée du fonctionnement est presque : 44 minutes  Pour une pompe, la durée du fonctionnement est presque : 1 heure
  • 64. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 64 Au démarrage / arrêt Au fonctionnement Bilal de puissance (Démarrage + arrêt + fonctionnement) Compresseur 𝟒𝟎, 𝟒𝟓𝟐 𝐤𝐖 𝟑𝟕 𝐤𝐖 28 kW/un déchargement Pompe 𝟒𝟏, 𝟏𝟖𝟖 𝐤𝐖 𝟑𝟎 𝐤𝐖 32 kW/un déchargement Tableau 11 : Le bilan de puissance des deux méthodes de dépotage Puisque le nombre du déchargement par jour est quatre, alors : Quotidien Mensuel Annuel Compresseur Puissance 112 kW 2800 kW 33600 kW Prix 134,4 MAD 3360 MAD 40320 MAD Pompe Puissance 120 kW 3000 kW 36000 kW Prix 144 MAD 3600 MAD 43200 MAD Tableau 12 : La consommation énergétique et le prix des deux méthodes adoptées 4. Comparaison et conclusion des résultats : La durée moyenne du déchargement camion-citerne assurée par une pompe volumétrique dans le dépotage du GPL est d’environ une heure/déchargement, alors que celle assurée par le compresseur est d’environ 44 minutes. Dans l’industrie, le temps est un facteur primordial et important, ce qui influe sur la production et le rendement du l’entreprise. Dans ce sens, le compresseur assure un dépotage du GPL dans une durée moins que celui assuré par une pompe. De plus, le variateur électronique de vitesse adoptée dans les deux méthodes assure un démarrage/arrêt sans avoir des coups gênants, ce qui assure le bon fonctionnement du moteur asynchrone triphasé ADF.
  • 65. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 65 Le bon choix : D’après les résultats obtenus dans l’étude comparative que j’ai fait dans mon projet qui a visé à choisir une méthode moins consommée au sens énergétique et plus rapide au sens du temps, le compresseur équipé par un variateur électronique de vitesse est la meilleure méthode pour faire le dépotage du GPL dans le centre emplisseur d’Al Hoceima. Le tableau ci-dessous montra la différence entre le nouveau système de dépotage et l’ancien que le centre emplisseur d’Al Hoceima travail avec. Temps (h) Puissance (kW/h) Prix (MAD) Ancien système 44 minutes 35 42 Un jour 140 168 Une semaine 840 1008 Un mois 3500 4200 1 an 42000 50400 10 ans 420000 504000 Nouveausystème 44 minutes 28 33.6 Un jour 112 134,4 Une semaine 672 806.4 Un mois 2800 3360 1 an 33600 40320 10 ans 336000 403200 Tableau 13 : Comparaison entre l’ancien et le nouveau système II. Le cout des machines et pièces utilisées : Les couts des pièces et dispositifs que je vais utiliser dans mon projet est les suivant : Puisque le centre emplisseur d’Al Hoceima déjà possède un compresseur, donc les pièces qu’on va acheter sont les suivantes :  1 Variateur électronique de vitesse (ATV61HD37N3) : 25 000 MAD  Câblage, appareillage et la construction : 10 000 MAD Le cout total : 35 000 MAD
  • 66. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 66 III. Le retour sur l’investissement : L'analyse économique et financière va me permettre de juger la faisabilité de mon projet et d'estimer sa rentabilité dans les prochaines années. En effet, j’ai adopté un calcul très simple, qui va me permettre d’estimer mon projet, à savoir le gain, et le temps du retour d’investissement. Si on compare les tarifs du nouveau système avec l’ancien système, on trouve qu’avec le nouveau système nous pouvons gagner une somme de 100 800 MAD pendant 10 ans juste un centre d’emplissage de Salam Gaz. Si en faisons le même calcul pour les 12 centres emplisseurs de Salam Gaz, on trouve un gain de 1 209 600 MAD dans 10 ans. Le retour sur l’investissement du mon projet sera dans 4 ans, ce qui bénéfique pour le centre emplisseur d’Al Hoceima. CONCLUSION Dans ce chapitre, j’ai calculé les puissances utiles et absorbées des deux systèmes du dépotage afin de choisir l’un d’eux, ensuite l’analyse économique que j’ai adoptée m’a permis de trouver que l’utilisation d’un compresseur avec un variateur électronique de vitesse va me permettre de diminuer la puissance consommée, d’où l’optimisation au sens énergétique pour le centre emplisseur d’Al Hoceima. Le retour sur l’investissement du mon projet sera dans 4 ans, ce qui bénéfique pour le centre emplisseur d’Al Hoceima.
  • 67. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 67 Conclusion générale Faire le choix d’une méthode de transfère du GPL « Dépotage » commence toujours par une étude comparative au niveau énergétique, alors en premier lieu j’ai présenté l’entreprise Salam Gaz et le centre emplisseur d’Al Hoceima ou j’ai effectué mon stage d’ouvrier. En deuxième lieu, j’ai entamé la partie théorique du mon projet, dans lequel j’ai présenté les compresseurs et les pompes, leurs types, leurs systèmes du fonctionnement, ainsi que les caractères du chacun d’eux. En troisième lieu, j’ai développé mon projet, d’abord j’ai déterminé la consommation énergétique du système du dépotage actuel au centre emplisseur d’Al Hoceima, après j’ai déterminé celle des deux méthodes adoptées (Deux solutions) pour l’objectif de choisir le système le moins consommée au sens énergétique. Pour conclure, j’ai trouvé que le compresseur avec un variateur électronique de vitesse est la meilleure solution pour optimiser plus moins l’énergie au centre emplisseur d’Al Hoceima.
  • 68. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 68 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES : Variateurs de vitesse Altivar 61 et Altivar 61 Plus: Schneider Electric Série-GPL : Pompes et Compresseurs Pour applications fixes GPL et NH3 – CORKEN IDEX REFERENCES WEBOGRAPHIQUES : http://www.salamgaz.ma http://mdf.afpa.free.fr/static/telechargement/11%20les%20calculs%20de%20la%20puissa nce%20d_un%20compresseur.pdf https://elearn2013.univouargla.dz/courses/MGE32ETMGC32/document/Pompoesetcomp resseurs2.pdf?cidReq=MGE32ETMGC32 https://fr.wikipedia.org/wiki/Compresseur_m%C3%A9canique
  • 69. Etude comparative entre les méthodes de transfert du GPL « Dépotage » 69 ANNEXES CADe_SIMU : CADe_SIMU est un logiciel de CAD électrique qui vous permet d'insérer des symboles diverses organisées dans les bibliothèques et dessiner un schéma électrique d'un moyen rapide et facile de faire la simulation plus tard. Grâce à l'utilisateur dessine interface CAD système rapidement et facilement. Une fois que le système par le biais de la simulation peut vérifier le bon fonctionnement.