CONSULTATION PREALABLE BRIQUETTERIE SAJED

Consultation préalable Briqueterie Sajed

BUREAU DE CONSEILS ET D'ETUDES CODE TVA : 287711NAP/000

BRIQUETERIE SAJED Subeitela

Consultation préalable

Résidence Carrefour Bloc G Appt. 4-2 1003 Tunis Tel.: 71955 407 - Fax: 71955460 71955460 Tous droits réservés

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Mai 2012

Tous droits réservés


Mai 2012



Sommaire 1. Préface du rapport............................................................................................ 7 2. Identification Identifica tion de l’entreprise et de l’exper l’expertt...... ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 9

2.1.. Ide 2.1 Identi ntific ficati ation on de l’entre l’entrepr prise ise....... ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............. ....... 9 2.2. Identification du bureau d’étude / Expert......................................................... Expert.........................................................9 3. Introduction..................................................................................................... 11 4. Synthèse et principa principales les conclusions ...... ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ........... ..... 13 5. Description générale .....................................................................................14

5.1. Produits à fabriquer :.................................................................................. :..................................................................................14 5.2. Techniques de fabrication :......................................................................... :......................................................................... 15 5.3. Les équipements de production :................................................................. :................................................................. 15 5.3.1. Préparation :................................................................................... :................................................................................... 16 5.3.2. Séchage......................................................................... ......... ................ ....... 21 5.3.3. Cuisson...........................................................................................24 24

6. Descriptif spécifique du projet...................................................................... 30

6.1. Données Générales :.................................................................................. :..................................................................................30 6.2.. Pré 6.2 Prépa parat ration ion...... ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ .......... .... 30 6.3. Séchoir :................................................................................................... 32 6.4. Cuisson:.................................................................................................... Cuisson:.................................................................................................... 34 6.5.. Puiss 6.5 Puissanc ancee insta installé llées es...... ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ......... ... 35 7. Couts du projet :..............................................................................................37 37 8. Choix technologique des équipements équipement s :...... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ........... ..... 39

8.1.. Les défau 8.1 défauts ts et leurs leurs solut solutio ions ns....... ............. ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ .......... 39 8.2. Lig Ligne ne de prép préparat aration ion de l’arg l’argile ile... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ... 42 8.3. Ligne de coupe – chargement /déchargement du séchoir-empile séchoir-empileuse use........................ 42 8.4. Séchoir Séchoir sem semi-rap i-rapide ide à bala balancel ncelles les... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ... 43 8.5.. Dim 8.5 Dimen ensi sions ons des balan balance celle lless....... ............. ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ .......... .... 43 8.6.. Dime 8.6 Dimensi nsions ons sé séch choir oir...... ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ .......... .... 44 Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed 8.7. D’autres caractéristiques du séchoir............................................................ 44 8.8. Four tunnel................................................................................................ 46 8.8.1. Cheminées des fumées et système de préchauffage ....................47 8.8.2. Brûleurs de cuisson gaz................................................................. 47 8.8.3. Groupes de refroidissement rapide – récupération baisse température – hottes chaudes – récupérations haute température.........47 8.8.4. Contrepression – refroidissement sous wagons fourrefroidissement voûte......................................................................... ...... 48

8.9. Déchargement des wagons........................................................................ 49 8.10. Automatismes......................................................................................... 50 8.11. Systèmes de coupe et chargement et déchargement................................. 50 8.11.1. FOURNITURES DE L’EMPILEUSE.............................................50

9. Justificatif du choix des équipements :........................................................ 51 10. Consommation prévisionnelle d’énergie :................................................. 51

10.1. Rytme de travail....................................................................................... 52 10.2. Combustible ............................................................................................ 52 10.3. Bilan énergétique...................................................................................... 52 11. Evaluation du niveau des performances énergétiques des installations à acquérir :.............................................................................................................. 54

11.1. Efficacité énergétique du projet: ................................................................ 55 11.2. Economie par types d’énergie utilisées..................................................... 55 11.3. Potentiel d’économies d’énergie pour les fours tunnels................................57 11.4. Influences des fours tunnels sur la consommation d’énergie........................ 59 11.5. Simulation de fours par ordinateur pour différents produits........................... 61 11.6. Émissions de CO2 avec la mise en œuvre de différents combustibles........ 66 11.7. Amortissement du préchauffage de l’air de combustion............................... 66 11.8. Conclusion et perspectives........................................................................ 69 11.9. Le séchoir à flux continu type « OPTIFLOW »............................................ 70 12. Mains d’œuvres nécessaires....................................................................... 72 13. Proposition d’un plan d’actions.................................................................. 73


Consultation préalable Briqueterie Sajed Optimisation Préparation.................................................................................. 75 Optimisation séchoir......................................................................................... 80 Calorifugeage wagon....................................................................................... 86 Optimisation combustion par des bruleurs à air soufflé....................................... 89 Récupération d’air chaud du four vers le séchoir................................................ 92 La régulation automatique du séchoir................................................................ 95 Amélioration du calorifugeage du four............................................................... 97 Régulation automatique du four........................................................................ 99 Mise en place D’un système de gestion de l’énergie....................................... 101 14. Annexe du rapport ..................................................................................... 103

Tableaux Tableau 1 : Puissances installées..................................................................... 37 Tableau 2 : Coût du projet..................................................................................38 Tableau 3 : Consommation d’énergie (valeurs mesurées) et émissions de CO2 (calculées avec 0,198 kg CO2/ kWh) de fours tunnels Lingl chauffés au gaz, de 1990 à 2010............................................................................................. 59 Tableau 4: Teneur en carbone, valeur calorifique et émissions de CO2 par kilowattheure....................................................................................................... 66 Tableau 5: Coûts d’énergie et d’investissement avec et sans préchauffage de l’air de combustion à 300 °C sur un four de briques de parement ayant une capacité de 325 t/j........................................................................................ 69

Figures Figure 1 :: Installation d'étirage, ......................................................................21 Figure 2: Technologie de séchoir tunnel Temps, Longueur du séchoir.......23


Consultation préalable Briqueterie Sajed Figure 3: Cycle de séchage de séchoir à chambre......................................... 23 Figure 4: Four tunnel et allure de chauffe........................................................ 26 Figure 5: Vue d’une coupe de wagonnet de briques dans le four tunnel de briqueterie............................................................................................................27 Figure 6 : Fonctionnement d’un four tunnel.................................................... 27 Figure 7 : processus de fabrication.................................................................. 28 Figure 8 : supervision d’un four tunnel............................................................ 28 Figure 9 : Supervision d’un séchoir tunnel......................................................29 Figure 10 : Four à tunnel ................................................................................... 30 Figure 11 : Ligne de fabrication.........................................................................32 Figure 12 : flow scheet séchoir......................................................................... 33 Figure 13 : four tunnel........................................................................................ 35 Figure 14 : flux matière.......................................................................................36 Figure 15 : Implantation équipements.............................................................. 39 Figure 16: Résultat de la simulation de four : graphique de Sankey du flux énergétique.......................................................................................................... 61 Figure 17: Pertes d’énergie pour gaz rejeté et aspirations en cas d’élévation de la température du gaz rejeté à l’exemple d’un four de tuiles.................... 63 Figure 18: Coûts d’énergie et d’investissement pour différentes températures de l’air de combustion – Amortissement du préchauffage de l’air de combustion............................................................................................. 67 Figure 19 : fonctionnement d’un séchoir balancelle.......................................71


Consultation préalable Briqueterie Sajed 1. Préface du rapport

L’énergie consommée pendant la fabrication des produits en terre cuite est principalement celle utilisée pour le façonnage, le séchage et la cuisson. Les coûts énergétiques constituent une part importante des coûts de production totaux (jusqu’à 30 %). Le gaz naturel, le GPL et le fuel sont utilisés dans la plupart des opérations de séchage et de cuisson. Mais les combustibles solides et l’électricité sont également La réduction de la consommation énergétique doit être une priorité constante, dans toute l’industrie, l’évolution généralisée vers des carburants gazeux principalement le gaz naturel et les améliorations en matière de séchage, de technologie des fours et de contrôle ont entraîné une réduction progressive de la consommation énergétique et une réduction marquée des émissions. Les améliorations principales du processus sont donc : •

une conception améliorée des séchoirs et des fours

•

une gestion informatisée des profils de séchage et de cuisson

•

une récupération de la chaleur excédentaire produite par les fours (principalement l’air chaud des zones de refroidissement des fours réinjecté dans les séchoirs)

L’efficacité énergétique est une préoccupation majeure pour tout le processus de production. •

Les fours et les séchoirs sont pilotés par ordinateur, afin de mesurer en continu la consommation d’énergie.

•

Pour tous les processus, nous veillons à récupérer la chaleur et à limiter les déperditions calorifiques quand c’est possible. Nous envoyons ainsi la


Consultation préalable Briqueterie Sajed chaleur « excédentaire » du four vers le séchoir. Nous réduisons en outre au minimum nos rejets de CO2.


Consultation préalable Briqueterie Sajed 2. Identification de l’entreprise et de l’expert

2.1. Identification de l’entre prise

Nom ou raison sociale : BRIQUETERIE SAJED Forme juridique : SA en cours de constitution Promoteur : MEJRI SLAHEDDINE Adresse siège : 1234 el Grine Sbeïtla Kasserine Adresse usine : GP3 – km 4.5 - Route de Tunis – Délégation de Sbeïtla – Gouvernorat de Kasserine Tel : 98 902 447 / 26 343 006 fax : 71 955 460 Secteur d’activité : IMCCV Activité : Fabrication de produits rouges Superficie totale : 3,5 ha Superficie couverte : 1 ha Effectif d’emploi : 500 Régime de travail : 48 heures / semaine Date de mise en service : janvier 2012

2.2. Identification du bureau d’étude / Expert

Bureau d’étude / Expert « BCE »

: Bureau de Conseils et d’Etudes

Siège Social

: Cité El kadhra Résidence carrefour bloc G appart. 4-2 : 1003 71 955 460/ 98 321439 : [email protected].

CP ℡

Email

: Dalila AMMAR Experts auditeurs ayant participé à la consultation préalable : Dalila AMMAR Autres personnes ayant participé à la consultation préalable : Hamed BESSAD Date de l’intervention : Mars 2012 Date d’envoi du rapport : Mai 2012 Responsable




Consultation préalable Briqueterie Sajed 3. Introd Introduct uction ion

Dans le cadre de l’application de la législation en vigueur relative à l’obligation pour les nouvelles entreprises consommant plus que 7000 tep/an de réaliser leur consultation préalable, et conformément aux décisions présidentielles du 3 Mai 2003 relatives aux encouragements en matière de maîtrise de l’énergie au profit des entreprises industrielles, la briqueterie, animée du souci d’améliorer l’efficacité énergétique de ses équipements, de son système d’exploitation, et en vue de parvenir à une réduction conséquente de sa consommation d’énergie conformément aux exigences exigences d’une gestion gestion intégrée, a confié à BCE la mission de réaliser sa consultation énergétique préalable. En effet, l’usine entre dans la catégorie des entreprises assujetties à la consultation préalable du fait que sa consommation d’énergie dépasse le seuil de 7000 TEP(Tonne Equivalent Pétrole) / an. Dans les efforts qu’elles déploient pour la maîtrise de leur gestion, les briqueteries sont très souvent confrontées à la nécessité de réduire le coût de la consommation d’énergie et d’atténuer ses répercussions sur le coût de la production. L’acquisition des avantages comparatifs, notamment au niveau des prix, nécessite un tel effort qui, dans une économie de marché, conditionne la gestion optimale de l’entreprise et l’efficacité de ses outils de production. De ce fait, la consultation préalable est une nécessité, une exigence d’efficacité, de rentabilité et d’innovation et permet de mieux atteindre les objectifs stratégiques de l’entreprise. L’objectif que poursuit la briqueterie Sajed à travers le présent audit coïncide avec ses préoccupations de maîtriser sa consommation d’énergie dans la


Consultation préalable Briqueterie Sajed perspective d’une amélioration globale de sa gestion et, pourquoi pas, de ses performances concurrentielles. Dans cet ordre d’idée, et conformément à la procédure de consultation préalable arrêtée par le cahier des charges charges de l’ANME, BCE a accompli accompli les investigations nécessaires pour la réalisation du présent document : consacrée par un rapport remis à l’ANME, elle constitue une phase primordiale et représente l’étape l’étape principale, du fait qu’elle est l’outil l’outil de base indispensable indispensable pour l’établissement l’établissement d’un plan d’actions d’efficacité énergétique, énergétique, d’abord à travers l’analyse du système de production et des informations utiles sur la production, les niveaux des différentes consommations, l’état de fonctionnement des équipements ainsi que sur la gestion de l’énergie l’ énergie ; ensuite en raison de l’importance l ’importance de l’analyse des données et des informations recueillies en vue de procéder aux étapes suivantes de la création de la société, de la libération du déclenchement de l’ingénierie détaillée. Dans le rapport, nous avons jugé utile de dresser un tableau récapitulatif des projets d’économie d’énergie, identifiés et proposés par nos experts, en donnant en outre une description de l’usine, son plan d’implantation, le flow scheet du procédé, ainsi ainsi qu’un descriptif descriptif du bilan bilan énergétique


Consultation préalable Briqueterie Sajed N°

ECONOMIES RECOMMADATION D'ENERGIE TEP S OU AUTRES (DT/AN) Amélioration Amélioration 1 99 225 préparation 368 Optimisation du 2 252 350 séchoir 714 3 4 5

Calorifugeage wagon Optimisation combustion Récupération de la chaleur du four vers le séchoir

99 225 132 300 66 150

6

Régulation séchoir

33 075

7

Amélioration Amélioration calorifugeage four

99 225

8

Régulation four

99 225

9

Gestion de l'énergie

99 225

Accompagnement Accompagnement TOTAL

INVEST. (DINARS)

368 490 245 123 368 368

T.R.B . PLAN PLANNI NING NG FINA FINANC NCEM EMEN ENT T (AN)

275 000

2,77

2012-2013

Credit

305 000

1,21

2012-2014

Credit

252 000

2,54

2012-2013

Credit

355 000

2,68

2012-2014

Credit

180 000

2,72

2012-2013

Credit

145 000

4,38

2012-2014

Credit

450 000

4,54

2012-2013

Credit

332 000

3,35

2012-2014

Credit

275 000 2,77 2012-2013 Credit 368 L'ANME PREND EN CHARGE 70 % DU COUT DE CETTE MISSION AVEC UN PLAFOND DE 70000 DINARS. 880 775

CONSOMMATION % ECONOMIE

3 042 13 798,40 22%

2 294 000

2,60

2012-2014

4. Synthèse Synthèse et principales principales conclu conclusions sions

9 projets sont sont identifiés permettant permettant de réaliser des économies d’un montant montant de 880 775 775 dinars soit 3042 Tep. Tep. Ce qui nécessite nécessite un investissement investissement de 2 294 000 Dinars, avec un temps de retour global de l’ordre de 2,6 ans. Le potentiel d’économie d'énergie identifiée dans cet audit s'élève à environ 22 % de la consommation énergétique de référence prévisionnelle, qui est de 13 800 Tep/an.


Consultation préalable Briqueterie Sajed Le projet d’accompagnement fera l’objet d’une demande à remettre à l’ANME dont la subvention sera de 70% avec un plafond de 70000 dinars. Les fiches détaillées de chaque projet sont présentés en fin du rapport.

5. Description générale

5.1. Produits à fabriquer :

La briqueterie Sajed assurera la production et la commercialisation des produits rouges pour construction (briques B12, B8, Hourdis, Plâtrières). Réf.

Produ it

Dimensions Poids cuit Kg. Notes

Production journalière en pièces Production journalière en tonn es Postes ar our Heures ar o ste Jours de travail ar semaine


115.207 714 3 7 7

Consultation préalable Briqueterie Sajed 5.2. Techniques de fabrication : Il s’agit de décrire le principe de fonctionnement et les techniques de fabrication à utiliser pour la nouvelle unité, objet de la consultation préalable, tout en mettant l’accent sur les postes les plus énergétivores et leur position dans la chaîne de production.

5.3. Les équipements de production :

La capacité de production installée est de 250 000 tonnes/an (soit 700 T/J). L'usine comprendra : Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed - Une section de préparation - Une section de fabrication. - Une section de séchage. - Une section de cuisson. 5.3.1. Préparation:

L'argile est transportée de la carrière à l'usine, par des camions, et stockée dans une aire de stockage. Elle passe dans les équipements de préparation dans l'ordre suivant : - Distributeur linéaire à vitesse variable alimenté directement par la chargeuse - Désagrégateur qui permet d'obtenir une granulométrie de 10 mm. - Broyeur à cylindres dégrossisseur, qui permet d'obtenir uneranulométrie à la sortie de 3 mm, menu de deux rectifieuses à meule cylindrique. - Mouilleur/Mélangeur - Tapis transporteur - Stockeur distributeur.. - Trémie de stockage. Le flow - sheet de l'atelier de préparation est présenté ci-après :



Figure : Schéma ma ligne de préparation

La Préparation de l'argile

L'argile une fois extraite de la carrière est entreposée à l'usine pendant tout l'hiver. On parle alors de la période de pourrissage . La pluie, les alternances de gel et de dégel sont nécessaires pour améliorer la qualité de l'argile notamment sa plasticité. Elle est ensuite broyée jusqu’à l’obtention de la granulométrie requise puis stockée. On utilise des broyeurs à meules suivi de broyeurs à cylindres "dégrossisseurs". Le façonnage


Consultation préalable Briqueterie Sajed L'argile est de nouveau reprise des silos de la préparation pour être broyée dans un broyeur à cylindre "broyeur finisseur" jusqu'à une finesse de 1,5 à 2,5 millimètres. Elle est malaxée en présence d'eau au niveau d'un malaxeurmélangeur pour être propulsée dans la mouleuse (l'étireuse). Cette machine est équipée d'une vis sans fin qui comprime et qui propulse la pâte argileuse vers une filière. La filière permettra alors de donner la forme désirée aux produits. Le pain d'argile est ensuite coupé à l'aide d'un coupeur avant d'être expédié au séchage. Dans le cas des tuiles, le pain est envoyé découpé en galettes vers une presse dite "presse revolver" pour le pressage des tuiles. Paramètres de l'étirage - Avec l'augmentation de la vitesse du filage, la pâte sera moins tassé, le

retrait de séchage augmente et provoque ainsi des fissurations. Le retrait diminue d'autant plus que l'on tasse la pâte. - la quantité d'eau varie de 15 à 25 % au maximum, et la pression de sortie de pâte est varie de 18 à 25 bars, elle est inversement proportionnelle à la quantité d'eau. - Le vide atteint 90 %, il donne de la cohésion aux particules argileuses et améliore la plasticité, le feuilletage est évité. 4. Le filage se trouve amélioré en réglant le pH dans un intervalle déterminé : - entre 6 et 8,5 pour les argiles acides - entre 7 et 10,5 pour les argiles basiques


Consultation préalable Briqueterie Sajed Pour corriger le pH, on introduit dans la pâte des solutions concentrées de Na2CO3, KOH, La pâte est plus plastique, s'écoule facilement, l'ajout d'eau se trouve diminué, la texture du produit est meilleure, le feuilletage disparaît, et il se produit bien moins de fentes et de défauts d'arêtes [Jouenne].

Extraction de la terre

Les matières premières nécessaires à la fabrication des produits terre cuite sont des argiles, roches sédimentaires formées à partir de la décomposition de roches anciennes. L’argile est extraite dans des carrières, puis transportée par voie routière vers les usines. La préparation

Les argiles sont déposées dans des trémies. Pour obtenir la qualité souhaitée, elles peuvent être mélangées avec du sable, de la sciure de bois ou certains résidus de l’industrie papetière. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed La préparation comprend deux opérations principales : - broyage et malaxage

pour homogénéiser le mélange argileux et de lui conférer

la plasticité nécessaire au moulage. - dosage et mélange

qui s'effectuent dans des machines constituées de

réservoirs contenant les divers ingrédients. Ils alimentent régulièrement - et dans les proportions requises - un ou plusieurs mélangeurs qui assurent la mixture homogène de la pâte. Enfin, pour que l’argile soit de qualité optimale, elle sera stockée quelque temps dans un lieu humide appelé « Cave à terre ». Façonnage

L’extrusion est un procédé qui consiste à pousser le mélange argileux à travers une filière de géométrie donnée à l'aide d'une vis sans fin. A la sortie de l’extrudeuse, les pièces sont découpées transversalement avec un fil pour les briques. Pour les tuiles et certains carreaux, une préforme est d'abord obtenue par extrusion appelée « galette ». Cette préforme acquiert sa forme finale dans une presse avec des moules en plâtre, en caoutchouc ou en acier selon le produit.



Figure 1 :: Installation d'étirage,

5.3.2.Séchage

Le séchage a pour but d'éliminer la presque totalité de l'eau qui a permis le façonnage. A la sortie de la filière,

les produits sont entreposés sur des

wagonnets composés de claies métalliques afin de sécher pendant 6 à 78 heures. La mise au point du programme de séchage est une opération délicate car elle doit être adaptée aux matières premières, à la forme du produit


Consultation préalable Briqueterie Sajed et aux types de séchoir. La consommation énergétique est faible. De plus, l’air chaud venant de la zone de refroidissement d’un four tunnel peut être récupéré et utilisé dans le séchoir. On limite ainsi la consommation énergétique. Au sortir des séchoirs, les produits sont dépilés, contrôlés et de nouveaux empilés sur des wagons du four. Le séchage est une étape de transition très délicate consistant à extraire l'eau des produits. La difficulté majeure rencontrée lors du séchage est la contraction que subissent les produits, qui peut entrainer des déformations voire des fissurations. Pour ne pas déformer le produit, il est indispensable d'opérer lentement et progressivement. Ainsi, le début du séchage est réalisé à l'aide d'air humide et basse température; la fin du séchage présentant moins de risques est réalisée à l'aide d'air sec et chaud. Les moyens industriels ont beaucoup progressés, actuellement les séchoirs tunnels, à balancelles permettent un contrôle rigoureux du séchage.



Figure 2: Technologie de séchoir t unnel Temps, Longueur du séchoir

Figure 3: Cycle

de séchage de séchoir à chambre

Paramètres et contrôle du séchage


Consultation préalable Briqueterie Sajed La surveillance du séchoir est quotidienne compte tenu des variations d'humidité et du volume à sécher. Les paramètres à contrôler sont : - température et hygrométrie de l'air séchant, ainsi que de l'air évacué, - l'ampérage et la pression de la mouleuse qui sont fonction de l'humidité de façonnage, - l'état des produits séchés qui doivent retenir toujours la même quantité d'eau résiduelle (Er), - cette humidité résiduelle doit être déterminée en fonction de l'humidité relative de l'atelier pour éviter la réhydratation des produits de la part du microclimat, notamment en hiver, - des essais de contrôle du retrait avec retractomètre permettent de mieux maitriser l'opération de séchage. 5.3.3.Cuisson

La cuisson se fait en trois phases : le préchauffage, la cuisson proprement dite,le refroidissement. Un cycle de cuisson dure de 12 à 48h. La cuisson des tuiles et des briques nécessite une température du four de 900°C à 1200°C. Le matériau a atteint alors ses propriétés de résistance mécanique, porosité, résistance au gel, absorption d’eau, … Les fours les plus utilisés sont les fours tunnels. Ils permettent une production en continu. Leur longueur varie de 50 à 210 m et leur largeur d’1 à 10 m. Des fours intermittents sont réservés à des productions de petite série où le cycle de cuisson est adapté aux types de produits traités. Le combustible le plus utilisé est désormais le gaz naturel, source énergétique


Consultation préalable Briqueterie Sajed très peu polluante ; celui-ci représente de l’ordre de 96% de la consommation énergétique totale. La cuisson donne à la terre cuite toutes les qualités requises pour son utilisation comme matériaux de construction. Elle donne aux produits leurs aspects et surtout leurs propriétés physiques et mécaniques qui leur permettent leur utilisation dans la construction. Le four tunnel est le plus utilisé pour la cuisson des produits de terre cuite, c'est une construction en longueur d'une centaine de mètres environ. Au milieu est installée une rangée de bruleurs au gaz qui donne la température maximale de cuisson, l'allure de chauffe est obtenue aux moyens de ventilateurs, ainsi donc le four est divisé en 3 zones de chauffe : •

Zone de préchauffe

•

Zone de cuisson (température maximale)

•

Zone de refroidissement

Pour éviter tout risque de fissures les produits doivent respecter strictement la courbe de cuisson, alors des capteurs installés au niveau des différentes zones et permettent de contrôler la température au niveau des différentes zones de chauffe.



Figure 4: Four tunnel et allure de chauffe

Paramètres et contrôle du Four 1. La réussite de la cuisson impose un cycle de cuisson optimal respectant les

diverses transformations de la pâte. 2. Durée moyenne ~ 48 heures.



Figure 5: Vue d’une coupe de wagonnet de briques dans le four tunnel de briqueterie

Figure 6 : Fonctionnement d’un four tunnel



Figure 7 : processus de fabrication

Figure 8 : supervision d’un four tunnel



Figure 9 : Supervision d’un séchoir tunnel


Consultation préalable Briqueterie Sajed Figure 10 : Four à tunnel

6. Descriptif spécifique du projet

6.1. Données Générales :

- Type de produit

Brique

B12

- Poids moyen d'une brique humide

6,753

Kg/pièce

- Poids moyen d'une brique sèche

5,693

Kg/pièce

- Perte en poids

1,060

Kg/pièce

- Humidité dégagée dans le séchoir

18,62

%

- Nombre de balancelles dans le séchoir

56

balancelles

- Nombre des étages par balancelle:

5

étages

- Nombre de pièces par étage:

28

pièces

- Nombre de pièces par cycle:.

7 844

Pièces

- Cycle de séchage

1,95

heure

- Consommation par cycle en poids humide

52 972

Kg/Cycle

- Production par cycle en poids sec

44 657

Kg/Cycle

- Consommation moyenne horaire humide

27 165

Kg/h

- Production moyenne horaire en poids sec

22 901

Kg/h

- Quantité d'eau évaporée (moyenne horaire):

4 264

Kg/h

- Température de l'air humide sortie séchoiR

45

°C

- Consommation horaire de gaz natureL

298,03

Nm3 /h

- Température du produit à la sortie du séchoir

65

°C

6.2. Préparation

La matière première pré- mélangée et pré laminée, stockée au niveau de la trémie tampon, est envoyée vers la ligne de fabrication par un distributeur à tablier métallique.


Consultation préalable Briqueterie Sajed La ligne de fabrication est constituée par : -

Un distributeur à tablier métallique qui reprend le mélange stocké.

-

Un alimentateur répartiteur qui alimente le broyeur finisseur.

-

Un broyeur à cylindres finisseur, conçu pour laminer l'argile et la ramener à une granulométrie de 1 mm.

-

Un groupe d'étirage composé d'un mouilleur/mélangeur assurant le malaxage et l'humidification de l'argile et d'une mouleuse permettant le façonnage de la pâte en briques B12, Hourdis, plâtrière, etc, selon les exigences de la production. La mouleuse est équipée d'une pompe à vide et d'un coupeur multifils. - Un tapis transporteur. Le flow-sheet de l'atelier de fabrication est présenté ci-après :



Figure 11 : Ligne de fabrication

6.3. Séchoir :

Le séchoir est de type à balancelles. Il est composé de deux canaux superposés reliés entre eux par le SAS avant et arrière. Deux chaînes d'entraînement, constituées en boucles fermées, assurant la circulation des balancelles. Cette circulation est obtenue par un système hydraulique permettant des démarrages et des arrêts progressifs. Le séchoir est alimenté en contenu en air chaud à partir d'un générateur principal et d'un générateur d'appoint et occasionnellement par de l'air chaud en provenance de la récupération four.


Consultation préalable Briqueterie Sajed La circulation de l'air dans le séchoir se fait à contre courant avec le produit à sécher. L'air chaud, provenant de la chambre de mélange, circule dans la basse galerie puis il est recyclé vers la haute galerie par deux ventilateurs hélicoïdaux. L'extraction de l'air humide à la sortie du séchoir est assurée, à travers deux cheminées, par deux ventilateurs hélicoïdaux . L'entrée et la sortie du produit vert à travers le séchoir est assurée par un chargeur/déchargeur automatique. Le flow-sheet du séchoir est présenté ci-après :

Figure 12 : flow scheet séchoir


Consultation préalable Briqueterie Sajed 6.4. Cuisson: La cuisson du produit sec se fait dans un four tunnel type à voûte plate, entièrement blindé (schéma N°4). Le pré four est chauffé avec l'air de récupération du four. Il est équipé d'un ventilateur de tirage. La zone de cuisson est équipée de 42 brûleurs à gaz commandés par 8 centrales de cuisson. L'air de refroidissement est recyclé vers le pré four par un ventilateur centrifuge. Les dimensions du four sont les suivantes : - Longueur totale avec SAS:............................................…. 100,850 m - Longueur du pré four:.......................................................... 13,050 m - Largeur intérieur du canal:........................................... ....... . 4,500 m - Hauteur intérieure au dessus du sol des wagons:........……. 1,800 m



Figure 13 : four tunnel

6.5. Puissance installées

Il s’agit de dresser la liste des équipements de production à mettre en place dans le cadre du projet. Ces équipements sont dressés, par ordre de cheminement du flux matière .Leurs puissances unitaires (électriques et/ou thermiques) sont indiqués par le tableau ci-après :



Figure 14 : flux matière

Liste des équipements de production

Désignation Type d’énergie utilisée

Puissance unitaire ou consommation prévisionnelle

Elect. (Kw)

Débit

Thermique (th/h)

m3/h N O I T A R A P E R P

Broyeur finisseur Broyeur mouilleur Malaxeur Mouleuse

80 60 90 180

Broyeur finisseur

90

Etireuse

45

é S


) W k ( e u q i r t c e l e l a t o t

) é t i c i r t c e l E ( %

5 4 5

% 5 5

3 8 2

4 % 2

Consultation préalable Briqueterie Sajed Vent. Air chaud

2200 00 2500 00 1400 00

75

r i o h c

Vent. Circul. Air séchoir

130

Vent. Expul. Air humide

30

R U O F

Bruleur Ventilateurs centrifuges pour l’évacuation des fumes Ventilateurs centrifuges pour le recyclage chaud Ventilateurs centrifuges pour le refroidissement rapide Ventilateur centrifuge pour la récupération Ventilateurs axiaux pour l’introduction de l’air pour le refroidissement de la voûte Ventilateur centrifuge pour l’aspiration de l’air pour le refroidissement de la voûte Ventilateurs axiaux de contre pression Ventilateurs axiaux pour l’introduction de l’air de refroidissement Ventilateur centrifuge pour l’aspiration de l’air sous les wagons four Bruleurs Brûleurs latéraux type CI 220 Jet Groupes de brûleurs CI-MJet à 14 points feu voute Groupes de Brûleurs CI-MJet à 14 points feu voute TOTAL

3

160

1200 00 4000 0

45 18,5 9

3600 1600 00

75 4

8000 3500 0 3500 0

15 7,5 3

1400 0

15

3500 0

3

160

3

5000

3

5000

984

10320

1 0 2

984

Tableau 1 : Puissances installées

7. Couts du projet :

Il s’agit de présenter sommairement le cout global du projet, et de dresser la liste des investissements par poste de production ou par équipement énergivore. DESCRIPTION


EURO

PRIX

PRIX D T

% 0 2

Consultation préalable Briqueterie Sajed Pré aration ar ile Ligne de coupe, de chargement du séchoir, et Séchoir à balancelles Balancelles Four et wagons four Manutention wagons four Pro et

Services au montage et au démarrage Prix total des fournitures Transport CFR PORT TUNISIEN Montant à payer Tableau 2 : Coût du projet


2 300.000 € 900.000

4.600 000 1 800 000

€ 950.000 € 315.000

1 900 000

€ 2 500.000 € 450.000 € 60.000 € 300.000 € 7 775.000 € 400.000 € 8 175.000

5.000 000

630 000 900 000 120 000 600 000 15.550 000 800 000 16 350 000

Consultation préalable Briqueterie Sajed 8. Choix technologique des équipements :

Dans ce paragraphe, il est demandé de présenter, pour chaque poste de production, les différentes technologies existantes sur le marché tout en mentionnant les avantages et les inconvénients dechacune deces

technologies surtout dupoint devue consommation et efficacité énergétique. Figure 15 : Implantation équipements

8.1. Les défauts et leurs solutions 1. Problème d'incuit et de surcuit des produits

L'incuisson est détectable par une surdimension des produits, par des teintes moins prononcés, par un son creux, par une absorption d'eau accrue et enfin par une résistance mécanique faible. En effet les produits ne sont totalement densifiés et certains défauts peuvent apparaître comme les efflorescences (décomposition incomplètes des sels solubles), mauvaise tenue au gel, et une trop forte dilatation à l'humidité. La surcuisson est moins dangereuse que l'incuisson, elle provoque des défauts similaires que l'incuisson. Les produits sont moins poreux (l'absorption d'eau est


Consultation préalable Briqueterie Sajed insuffisante), sous-dimensionnés, leur coloration est très prononcée, et sont facilement cassables (phase vitreuse importante). Le retour au cycle thermique approprié ainsi qu'à la température de cuisson élimine ces problèmes. 2. Problème d'hétérogénéité de la température dans les produits, entraine des

risques combinés de l'incuisson et de la surcuisson; la disposition des produits sur les wagonnets doit être très bien étudié, ainsi que la réalisation d'une parfaite homogénéisation du flux de chaleur dans le four aux moyens de ventilateurs. 3. Problème d'efflorescences sur les produits , les efflorescences peuvent

selon leur importance empêcher le mortier de s'y adhérer. Une première solution sera de : d'enfourner des produits les plus secs possibles, pratiquer une bonne aération du four et évacuation des fumées, d'élever la température de cuisson. Sinon on introduit du BaCO3 dans la pâte à raison de 1 à 3 % en poids, ce produit chimique à la capacité de fixer les sels solubles qui sont à l'origine des efflorescences. CaSO4 + BaCO3 Na2SO4 + BaCO3

---------------------------------- 

CaCO3 + BaSO4

----------------------------------

CaCO3 + BaSO4

Certaines efflorescences apparaissant sur parc suite au drainage des sels solubles par la pluie, et d'autres lors de la mise en œuvre suite aux réactions terre cuite-ciment. Les remèdes sont au cas par cas. 4. Dilatation a l'humidité : ajout de calcaire broyé augmentation de la

température et/ou du palier de cuisson


Consultation préalable Briqueterie Sajed 5. Eclatement des grains de chaux, sont provoqués par l'hydratation des grains

de chaux vive en donnant de la chaux éteinte qui s'accompagne d'un important gonflement. A haute température CaCO3 -------------------------> CaO+ H2O A température ambiante CaO + H2O ------------------------> Ca(OH)2

On préconise un broyage poussé < 0,8 millimètres pour diminuer de l'importance de l'effet. 6. Cœurs noirs et Boursouflement, les deux défauts sont liés; ils sont causés

par pâte imperméable aux gaz et au flux de chaleur. Il faut désaérer la pâte par un ajout de chamotte. : palier entre 400 et 700 °C , ajout de chamotte . 7. Gélivité, elle concerne les tuiles et hourdis et peut être un véritable handicap

dans les régions des hauts plateaux et du sud où la température descend souvent au-dessous de 0 °C, alors l'ajout de dégraissant et/ou l'augmentation de la température de cuisson améliore la résistance des produits contre cet effet. Conditionnement

Les produits sortis du four après refroidissement sont palettisés, cerclés, houssés et chargés sur camions ou mis sur le parc de stockage. Les produits qui, pour des raisons d’imperfections, ne peuvent être commercialisés sont recyclés pour le remblaiement des carrières ou la réfection des chemins de carrière. Ainsi, on ne génère pas de déchets de production. Le laboratoire de contrôle

A tous les stades de fabrication, de nombreux contrôles sont effectués pour veiller à la régularité de la qualité des mélanges et des process :


Consultation préalable Briqueterie Sajed Les matières premières argileuses sont contrôlées lors de la constitution des stocks (granulométrie, teneur en carbonate, humidité, …)

8.2. Ligne de préparation de l’argile

Notre projet concerne la construction des ateliers suivants : a) N. 1 Ligne pour la préparation de l’argile b) N. 1 stockage avec atelier dédié pour l’accumulation de l’argile c) N. 1 ligne de formation qui se termine en la mouleuse 8.3. Ligne de coupe – chargement /déchargement du séchoir-empileuse Cett e partie d’atelier est la première partie des automatismes du cycle de produ ction. C’est ici que

le filon est coupé en briques par le coup eur.

Après ce passage.

pièces seront groupées par rangées et colonnes qui

Les

seront envoyée s directement au système à rouleaux et à la pelle qui charge et décharge le séchoir.


Consultation préalable Briqueterie Sajed Après le séchage, les briques sèches seront déchargées des claies et seront envoyées à l’empileuse tandis que les claies vides seront renvoyées à la station de chargement du matériel vert. ilage des pièces sèches sur les wagons four sera fait par trois pinces.

L’e mp

8 . 4 . Séchoir semi-rapide à balancelles Le

séchoir rapide proposé est du type à balancelles.

Il est constitué d’un canal en boucle fermée composé de deux canaux superposés haut et bas et de deux sas verticaux reliant l’avant et l’arrière de ces deux canaux. L’avance

des balancelles dans le canal est commandée avec une moto

variation électronique qui permet d’obtenir des démarrages et des arrêts progressifs, ce qui assure une longévité accrue des chaînes d’entra înement et des équipements mécaniques. lique et la chaleur pour le séchage, régulés automatiquement,

L’aé rau

permettent d’obtenir des produits secs sains, sans fentes ni déformations,

avec une consommation énergétique réduite. 8.5. Dimensions des balancelles

Large ur

Mm

6.000

M

740

Hauteur

Mm

1.800

Nombre d’étages

n°

5

Distance entre étages

Mm

410

Longueur

nett e


Consultation préalable Briqueterie Sajed 8.6. Dimensions séchoir

Longueur Largeur

du tunnel de séchage (externe) Mm 103.280

du tunnel de séchage (externe) Mm 7.700

Hauteur interne jusqu’au plafond

Mm 7.500

8.7. D’autres caractéristiques du séchoir

Produit de référence Poids du roduit de référence Pièces en front Eta es balancelle Pièces ar balancelle Balancelles dans le séchoir Pièces / tunn el de sécha e C cle de sécha e Production journalière

Le

150 x 200 x 300 k

65

n.

32

n.

5

n.

320

n.

70

n.

22.400

h

4h

ton g /

714

séchoir est formé par deux tunnels

super imposés en maçon à l’intérieur duquel les pièces seront séchées positionn ée s

sur des balancelles

mobiles transport ées par un anneau en cha îne.

i de procès coule à l’intérieur du

L’a r

tunnel en direction contraire au flux des pièces à sécher. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed A l’entrée du séchoir les pièces trouvent l’air à la température plus baisse et au degré d’humidité plus haut afin que la température des pièces humides croisse uniformément dans les premiers minutes sans d’évaporation et, donc sans de rétrécissement. Après les pièces, en avançant dans le séchoir, rencontrent une température

de plus en plus haute avec une humidité de plus en plus baisse. De ce point en avant le procès de séchage peut commencer sans endommage r

les briques en transférant l’humidité des briques à l’air et la

chaleur de l’air aux briques. i

L’é change therm que

de convection est extrêmeme nt efficace, rapide et

uniforme et est assuré par la haute vitesse de l’air qui rejoint 6 m / sec. i de procès est introduit par deux ventilateurs à haute efficacité, est

L’a r

récupéré du refroidissement du four et, si nécessaire, est ultérieurement réchauffé par un brûleur à veine d’air. Après, l’air est aspiré par le tunnel inférieur et envoyé au tunnel supérieur par deux ventilateurs centrifuges. Un générateur à veine d’air installé sur la caisse d’aspiration permet de régler la température d’introdu ction dans

le tunnel supérieur.

A la sortie du séchoir l’air sera aspiré par trois ventilateurs qui éjecteront à l’extérieur l’air humide. Le

filon extrudé par l’étireuse est coupé par le coupeur et les pièces sont

groupées en files et introduites automatiquement dans le séchoir où elles avanceront sur les balancelles à cinq étages.


Consultation préalable Briqueterie Sajed Les balancelles seront activées par un motor éduct eur à vitesse contrôlée et va riable selon les types de briques à s écher et selon les temps du procès de séchage. Ce système

est donc complètement automatique, extrêmeme nt simple et

avec un fonctionn ement très fiable. Il est prévu un procès de séchage de 4 heures c’est un temps mediumhaute à

titre de précaution.

8.8. Four tunnel

Le four utilisé est de type tunne l à trois zones.

D’un point de vue strictement fonctionnel le four peut être divisé dans les

parties suivantes : a) Cheminée pour les fumées et installation de pré chauffage b) Brûleurs latéraux de préparation et cuisson


Consultation préalable Briqueterie Sajed c) R e froidiss eme nt rapide avec hottes chaudes et récupération de la baisse te mpérature

pour le séchoir

d) Contre pression – refroidiss ement sous wagons four – refroidiss ement voûte

Chacune des sections mentionn ée s est fournie de différents équipements de

ventilation et de cuisson qui sont contrôlés individuellement par le système automatique de gestion du four dans le but d’obtenir la courbe nécessaire

pour chaque type de briques produ ites. 8.8.1. Cheminées des fumées et système de préchauffage Ce

système éjecte les fumées du four et recueille l’air qui refroidit la partie

inférieure des wagons four. Cett e opération sera assurée par un ventilateur complet de caisse an

acier inox and une cheminée . Dans une position suivante il y aura un circuit de préchauffage pour mélanger l’air et rompre les fluxes d’air préférentiels. 8.8.2. Brûleurs de cuisson gaz

Brûleurs latéraux à gaz B rûleurs en voûte à allumage contrôlé (type Jolly ) B rûleurs en v oûte air soufflé 8.8.3. Groupes de refroidissement rapide – récupération baisse température – hottes chaudes – récupérations haute température

Nous avons prévu d’installer 3 groupes pour l’introduction de l’air complets de hott es aspirantes. L’air du premier circuit refroidissant est introduit dans cette section. Les

groupe pour la récupération de l’haute et de la baisse température

sont pourvus d’un ventilateur dédié. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed 8.8.4. Contrepression – refroidissement sous w agons four-refroidissement voûte

Deux ventilateurs installés à la sortie du four assurent la contrepression.

Deux ventilateurs axiaux installés dans le tunnel sous les wagons four alimentent l’air nécessaire pour le refroidissement de la partie inférieure des wagons.


Consultation préalable Briqueterie Sajed 8.9. Déchargement des w agons Le

déchargeme nt

sera fait manuellement

Q.té Descri tion Pré aration de l’ar ile: Doseur Alimentateur pour l’amaigrissant complet

°

Concasseur FD 60 / 100 N°1 Complet de :

N ° 1 Aimant Laminoir Type ARALLS 1412 - Complet de : - Transmission et moteurs électriques N ° 1 - Egalisateur D’argile Malaxeur Mouilleur MB600 Complet de : N ° 1 - Transmission et moteurs électriques i

i Type ARALLS 1412 - Complet de : - Transmission et moteurs électriques N ° 1 - Egalisateur D’argile Malaxeur mouilleur ARAL MF600 Complet de : N ° 1 - Transmission et moteurs électriques Lam no r

N ° 1 Détecteur de métaux Laminoir Type ARALLS 1412 - Complet de : - Transmission et moteurs électriques N. 1 - Egalisateur D’argile N ° 1 Détecteur de métaux Etireuse ARAL 750 S completes de: - Transmission - Moteur 315KW N ° 1 - Moteur 132KW -


’

de motorisation et

Consultation préalable Briqueterie Sajed 8 . 1 0 . Automatismes L’automatisme comprend commence de la bouche de l’étireuse jusqu’au chargement et déchargeme nt des wagonnets du séchoir et l’empilage des briques sur les wagons four. 8.11. Systèmes de coupe et chargement et déchargement

- N. 1 Coup e filon - N. 1 Coup euse verticale - N° 1 Banc à rouleaux chaîne pour former les claies à charger sur le wagonnet du séchoir - N° 1 Cabaret mob ile - N° 1 Pousseur de contraste - N° 1 Pupitre électrique avec clavier - Installation électrique et pneumatique complètement câblé au bord - Mesures de sécurité selon les lois en vigueur 8.11.1. FOURNITURES DE L’EMPILEUSE

- N° 1 Banc à rouleaux pour recevoir les briques sèches à la sortie de la claie - N° 1 Ligne à chaînes pour la sortie des pièces sèches - N° 1 Ligne de comptage des briques - N° 1 Banc déviateur - N° 1 Ligne à tapis - N° 1 Pince de super imposition et rotation couches - N° 1 Tapis final de préparation couches à transférer sur les wagons four - N° 1 Pont roulant pour charger les wagons four complet de : - Chemins de roulement - N. 1 Chariot - N° 1 groupe de pinces à trois têtes - N° 1 Tableau électrique - N° 1 Console de contrôle Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed - Installation électrique et pneumatique complètement câblé au bord - Mesures de sécurité selon les lois en vigueur 9. Justificatif du choix des équipements :

Malgré la dispersion, la plupart des briqueteries ont des consommations spécifiques s’approchant du standard international Les ratios obtenus par la mesure sont souvent plus faibles que celle obtenus à partir des données déclarées Les ratios basés sur les données et ceux calculés sont proches généralement, ce qui dénote une cohérence entre les informations déclarées et les mesures •

Pour le ratio électrique la moyenne nationale s’établit à 40 kwh/t

•

Pour le ratio thermique: 417 th/t ( moy du mesuré et du déclaré)

donc un potentiel de gain 10 kwh/t +77 th/t 10. Consommation prévisionnelle d’énergie :

En tenant compte des caractéristiques techniques des différents équipements choisis d’une part, et sur la base du programme prévisionnel de fabrication d’autre part, une estimation de la consommation d’énergie prévisionnelle annuelle est calculée. On entend par consommation prévisionnelle d’énergie, la consommation annuelle de tous combustibles solides, liquides et gazeux calculée sur la base de leurs pouvoirs calorifiques inférieurs. En ce qui concerne la consommation électrique, elle est calculée sur la base d’un coefficient d’équivalence énergétique. La consommation totale d’énergie est exprimée en tonne équivalent pétrole et les valeurs des pouvoirs calorifiques et des coefficients d’équivalence énergétique à prendre en compte sont fixées par arrêté du Ministre chargé de l’énergie.


Consultation préalable Briqueterie Sajed 10.1. Rytme de travail DESCRIPTION

PRODUCTION ET

SÉCHOIR

FOUR

Heures ar oste

7

7

8

Postes ar our

3

3

3

Heures de travail ar Jours de travail ar

21

21

24

7

7

7

Semaines de travail

50

50

50

Jours de travail par

350

350

350

10.2. Combustible Gaz naturel

Pression alimentation : 3 bar Pouvoir calorifique inférieur : 8.200 Kca / l m3.

10.3. Bilan énergétique

- 340 kcal / t produit cuit - 35 Kwh / t produit cuit Désignation

Biqueterie Sajed

Unité

Production

700,00

t/j

Nombre de jour

350,00

j/an

245 000,00

t/an

Production annuelle Energie Consommation spécifique Ratio électrique

35,00

Kwh/t

Ratio thermique

340,00

Th/t

électrique

8 575 000,00

Kwh

thermique

83 300 000,00

Th

Consommation énergétique

Total Coû énergétique


10 756,73

Tep/an

Consultation préalable Briqueterie Sajed Electrique Prix unitaire

0,125

Cout annuel

1 071 875,00

DT/kwh DT/an

Thermique (gaz naturel) Prix unitaire

0,027

Coût annuel

2 249 100,00

COUT TOTAL

3 320 975,00

Tep/t

0,044

DT/TH (PCS) DT/an DT/AN Tep/t

La consommation prévisionnelle totale annuelle de ce projet, calculée d’après les garanties des fournisseurs, est estimée à 10757 Tep/an, répartie comme suit : •

2 427 tep/an sous forme d’énergie électrique,

•

8 330 tep/an sous forme d’énergie thermique (Gaz naturel)


Consultation préalable Briqueterie Sajed 11.

Evaluation du

niveau des performances énergétiques

des

installations à acquérir :

Il s’agit, dans ce paragraphe, d’évaluer le niveau des performances énergétiques des installations techniques à acquérir par, comparaison principalement au niveau atteint dans des établissements similaires particulièrement performants. Consommation Désignation

Production (t/an)

Gaz naturel (th/an) %

th/t

Electrique (Kwh/an) (%) kwh/t

245 000,00

Préparation (produit cru) Fabrication

-

1 457 750

-

2 572 500

Séchoir

29 155 000

Four (produit cuit)

54 145 000

TOTAL

83 300 000

119,0 1 715 000 0 221,0 2 829 750 0

35% 65%

340,0 100% 0

17%

5,95

30% 10,50 20% 33%

8 575 000 100%

7,00 11,55 35

Tableau comparatif avec une briqueterie conventionnelle Paramètre

Unité

Production

Tonne/an

ENERGIE ELECTRIQUE Consommation Electrique

Energie

Ratio Electrique ENERGIE THERMIQUE Consommation thermique Consommation thermique Ratio Thermique ENERGIE TOTALE


KWh

kWh/ton ne Tep/an

Energie kTh PCI/an Energie Tep/an

Th/tonne

Briqueterie Sajed

Référence similaire

ECART

245 000

245 000

8 575 000

8 575 000

0%

35

40

13%

2 427

2 773

13%

83 300,00

110250

-

24%

8 330

11 025

24%

340

450

24%

Consultation préalable Briqueterie Sajed Consommation Totale Tep/an Consommation Spécifique totale Tep/t

Désignatio n Production (t/an) Gaz Naturel Electricité Total

Projet Briqueterie Sajed Cons Coût Ratio (TEP/a (DT/an) n) 245 000 t/an 2 340 th/t 8 330 249 100 1 35 kwh/t 2 427 071 875 0,044 10 3 tep/t 757 320 975

10 757 0,0439

13 798 0,0563

Référence Similaire Cons Coût Ratio (TEP/a (DT/an) n) 245 000 t/an 11 2 976 450 th/t 025 750 40 1 225 2 773 kwh/t 000 0,06 13 4 201 tep/t 798 750

Economie escomptée

22% 22%

Ecart Tep -2 695 -347 -3 042 -22%

11.1. Efficacité énergétique du projet:

Le nouveau projet a pris en considération la composante énergie par l’acquisition d’équipements individuels énergétiquement performants sur le plan thermique et électrique. La performance énergétique se caractérise par ce qui suit : L’insertion des équipements à haute performance énergétique permettrait de réduire les ratios énergétiques comme suit: -

Réduction du ratio thermique de 450 à 340

thermie/tonne (sans

cogénération), ce qui correspond à 24 %. -

Réduction du ratio thermique de 40 à 35 kWh/tonne, ce qui correspond à 12,5%.

L’économie totale escomptée toute forme d’énergie confondue est de 22%. 11.2.

Economie par types d’énergie utilisées


DT

-727 650 -153 125 -880 775 -21%


Le tableau suivant donne la distribution de l'énergie par type et par atelier dans l'usine : DESIGNATION

GAZ NATUREL

ELECTRICITE

Préparation

X

Fabrication

X

Séchage

X

X

Cuisson

X

X

L’ensemble de ces mesures vont nécessiter un investissement total additionnel de 2422 000 TND et vont permettre de réaliser une économie en énergie primaire de 3042 tep/an c e qui va permettre d’atteindre une consommation spécifique en énergie primaire de 0,044 Tep/t. Ces actions d’économie d’énergie, permettent, par rapport à une référence similaire (briqueterie conventionnelle), une économie de près de 20%. Paramètre

Production

Unité

Tonne/an

Briqueterie

Référence

Sajed

similaire

ECART

245 000

245 000

-

8 575 000

8 575 000

0%

35

40

13%

2 427

2 773

13%

Consommation Energie thermique kTh PCI/an

83 300

110250

24%

Consommation Energie thermique Tep/an

8 330

11 025

24%

340

450

24%

ENERGIE ELECTRIQUE Consommation Energie Electrique KWh Ratio Electrique

kWh/tonne

Tep/an ENERGIE THERMIQUE

Ratio Thermique

ENERGIE TOTALE Tous droits réservés

Th/tonne

Consultation préalable Briqueterie Sajed Consommation Totale

Tep/an

10 757

13 798

22%

Consommation Spécifique totale

Tep/t

0,0439

0,0563

22%

Détails par projet N°

Désignation

kwh/t

1

Amélioration préparation

0

15

367,5

2

Optimisation du séchoir

5

15

714,175

3

Calorifugeage wagon

0

15

367,5

4

Optimisation combustion

0

20

490

5

Récupération de la chaleur du four vers le séchoir

0

10

245

6

Régulation séchoir

0

5

122,5

7

Amélioration calorifugeage four

0

15

367,5

8

Régulation four

0

15

367,5

TOTAL

5

110

3041,675

Ratios standarts

40

450

13798,4

Ratios Briqueterie Sajed

35

340 10756,725

Economie escomptée

th/t

13%

Tep/t

24%

11.3. Potentiel d’économies d’énergie pour les fours tunnels

Sur la base de ce qui a été décrit dans le paragraphe précédent, une étude comparative, sur le plan énergétique, économique et financier, entre la technologie proposée dans le cadre du projet et de celles existantes sur le marché sera menée. Cette étude devra servir comme justificatif de choix des équipements retenus dans le cadre dudit projet. Aujourd’hui, les thèmes des économies d’énergie et de la réduction d’émissions gagnent de l’importance dans l’industrie de la brique et de la tuile, notamment en raison de la hausse des prix de l’énergie et du négoce de certificats d’émission. Ainsi les constructeurs d’installations industrielles se concentrent actuellement sur l’optimisation énergétique de leurs gros consommateurs de combustibles Tous droits réservés

22%

Consultation préalable Briqueterie Sajed fossiles (séchoirs et fours) pour lesquels le potentiel d’optimisation est loin d’être épuisé. De plus, en cas de hausse supplémentaire des prix de l’énergie, des mesures jusqu’ici jugées comme économiquement non rentables, seront également mises en oeuvre. Des calculs de simulation sont de plus en plus utilisés dans la conception de nouvelles installations ainsi que dans l’optimisation de séchoirs et de fours existants. Un logiciel Lingl destiné à réaliser des simulations techniques de fours tunnels permet d’identifier des potentiels d’économie énergétique en fonction des besoins de chaque client. Des exemples sélectionnés doivent montrer que le succès des différentes mesures d’économies dépend fortement des conditions locales, et que ces mesures présentent des potentiels d’économies plus ou moins élevés. Enfin les potentiels d’économies des investissements requis seront comparés à l’aide d’un exemple. Au cours des dernières décennies, une attention toute particulière était accordée au coût de l’investissement dans l’étude de nouvelles installations et la transformation d’installations existantes. Les charges d’exploitation n’étaient prises en compte que dans une faible mesure. Cela était en partie justifié par le fait que des hausses futures des prix de l’énergie ne pouvaient pas être planifiées au préalable ou que des investissements supplémentaires dépassaient le budget disponible. Actuellement, les prix de l’énergie des matières premières sont en hausse et font augmenter les charges d’exploitation des exploitants d’installations. Cette tendance conduit à une révision de la façon de penser, dans l’économie. Des développements actuels montrent que, dès la phase d’étude de nouvelles installations, les charges d’exploitation, c’est-à-dire la consommation d’énergie et de matières premières ainsi que le travail du personnel, sont de plus en plus Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed prises en compte sur toute la durée de vie de l’installation. La réduction de cette consommation de ressources peut être atteinte tant par des investissements supplémentaires que par l’optimisation du mode de fonctionnement. 11.4. Influences des fours tunnels sur la consommation d’énergie

Tableau 3 : Consommation d’énergie (valeurs mesurées) et émissions de CO2 (calculées avec 0,198 kg CO2/ kWh) de fours tunnels Lingl chauffés au gaz, de 1990 à 2010

Les principaux consommateurs de combustibles fossiles dans l’industrie de la brique et de la tuile sont les séchoirs et les fours, sachant que la quantité d’énergie nécessaire pour le séchage et la cuisson est presque la même. Dans une briqueterie-tuilerie, la consommation de courant, qui est non négligeable, représente en fonction du produit 10 à 25 % environ. de la consommation de combustible. L’optimisation énergétique d’une installation a un impact positif sur sa consommation d’énergie, mais peut entraîner un surcroît de consommation dans les installations situées en amont ou en aval. C’est pourquoi il est crucial pour une briqueterie-tuilerie de toujours considérer l’usine dans son intégralité lors de l’établissement d’un bilan énergétique c’est-à dire de la préparation jusqu’à l’emballage du produit final. Actuellement, les séchoirs et les fours fonctionnent Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed en interconnexion. S’ils sont thermiquement découplés, alors une optimisation énergétique individuelle de chaque installation est possible. Cela présente des avantages, en particulier avec les nouveaux procédés de séchage avec l’air ambiant. Dans cet article, sont exposés les potentiels d’économies sur des fours tunnels qui ne sont pas en interconnexion thermique avec le séchoir. La consommation d’énergie des fours Lingl nouvellement cons truits au cours des vingt dernières années est récapitulée dans le tableau 1. Elle s’est parfois réduite d’environ 20 %, notamment sur les fours pour briques de maçonnerie. Cette réduction est imputable d’une part à l’utilisation accrue d’agents porogènes organiques pour les briques de maçonnerie, à la diminution des pertes de sortie par la réduction de la masse des wagons de four tunnel (WFT) et des adjuvants de combustion, notamment pour les tuiles, et d’autre part à une commande optimisée des processus de séchage et de cuisson. Les paramètres suivants influencent la consommation de combustible et donc les émissions de CO2 du four tunnel : • Matière première (enthalpie dépendant de la température, température de cuisson, temps de cuisson en raison de sa composition matérielle) • Produit (épaisseur du matériau, proportion de trous, structure de l’empilage, adjuvants de combustion requis, temps de cuisson) • Isolation (mur et plafond, tuyauterie et équipement) • Flux d’air (gaz rejeté, air de combustion, air admis, étanchements) • WFT + adjuvants de combustion (masse, températures d’entrée et de sortie) Les émissions de CO2 dépendent en outre du type de combustible, des matières premières et des agents porogènes mis en oeuvre. L’influence des paramètres mentionnés sur la consommation d’énergie d’un four a été calculée à l’aide d’une simulation par ordinateur et doit être présentée ici. Tous droits réservés


Figure 16: Résultat de la simulation de four : graphique de Sankey du flux énergétique

11.5. Simulation de fours par ordinateur pour différents produits

Le logiciel Lingl permet de dimensionner le four tunnel en tant qu’échangeur thermique à contrecourant. Pour cela, le four est décomposé en deux dimensions dans le sens de poussée selon des points d’interpolation finis. À chaque point d’interpolation sont calculés par itération les bilans massiques et énergétiques pour le gaz, la charge et les WFT. Avant le calcul est établie une courbe de cuisson pour la charge qui doit être atteinte avec l’équipement configuré. La réduction de la consommation de combustible est assurée par minimalisation de la puissance des brûleurs et des flux d’air dans le four. Dans l’optimisation énergétique du four tunnel, l’objectif prioritaire est toujours d’atteindre la courbe de cuisson programmée de la charge. C’est seulement ensuite que commence le programme visant à réduire les flux d’air et donc la consommation d’énergie du four. Dans un calcul, tous les


Consultation préalable Briqueterie Sajed équipements peuvent varier librement entre 0 et 100 % de leur puissance maximale. Il est également possible de régler chaque équipement, par exemple les systèmes d’aspiration de l’air chaud, sur une puissance constante. Ainsi, l’interconnexion thermique avec le séchoir peut être par exemple simulée. Les paramètres suivants sont pris en compte dans une simulation: • Matière première (composition minéralogique, en particulier les éléments importants pour la consommation d’énergie et les dégagements e gaz à la cuisson, tels que calcite, composés organiques, pyrite, minéraux argileux, humidité résiduelle) • Combustible (composition chimique pour le calcul de la combustion de combustibles gazeux, solides et liquides, également sous- stoechiométrique) • Produit (format, masse, proportion de trous, temps de cuisson)

• Charge (structure des couches pour le passage de l’air à travers tous les canaux dans et autour de l’empilement, étant pris en compte les mécanismes de transmission thermique conduite, rayonnement et convection en fonction de la température, du flux massique de gaz et de sa composition) • WFT, mur et dalle (construction réfractaire et isolante, températures d’entrée et de sortie des WFT, surfaces dissipatrices de l’ouvrage pour le calcul du transfert thermique avec les courbes de cuisson respectives) • Équipements techniques (puissance de brûleurs, chauffages supplémentaires, injections, aspirations et recirculations ; prise en compte des flux d’air et des températures des brûleurs) • Étanchéité du four (rigole à sable, faces de contact des wagons, température sous les wagons, le profil de pression dans le four) • Courbe de cuisson (températures dans le sens de poussée) Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed Le bilan énergétique est sorti après un calcul. Ici les entrées d’énergie telles que combustible, matière première avec enthalpie exothermique de la matière première, préchauffage de l’air de combustion, wagons entrants et charge sont comparées aux sorties d’énergie telles que pertes d’air, d’isolation et de sortie, et/ou à la consommation d’énergie d’une matière première consommant de l’énergie (figure 1).

Figure 17: Pertes d’énergie pour gaz rejeté et aspirations en cas d’élévation de la température du gaz rejeté à l’exemple d’un four de tuiles

Les calculs de simulation ont été respectivement effectués pour un four de clinkers, de tuiles et de briques de maçonnerie. La configuration du logiciel a été effectuée sur la base du dimensionnement de trois fours Lingl nouvellement construits, pour lesquels les valeurs mesurées de consommation d’énergie étaient disponibles : Sans moyens financiers ou techniques notables, le logiciel permet de localiser des potentiels d’économie ainsi que des états de fonctionnements optimaux, et de les réaliser dans la pratique avec l’expérience Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed du personnel d’exploitation. Dans le résultat de la simulation étaient mentionnés les paramètres suivants qui présentaient déjà des effets d’économie relativement importants avec des modifications minimes : • Abaissement de la température maximale de cuisson pour les briques de parement suite à des temps de cuisson longs et à des températures de cuisson élevées, et pour les briques pleines, par une plus grande épaisseur de matériau nécessitant plus de temps pour la conduction thermique, • Formation de pores sur les briques de maçonnerie : la mise en oeuvre d’un agent porogène devrait toutefois se faire sans dépasser une teneur organique en carbone de 3 M.-%, car elle provoque une surchauffe dans la zone d’échauffement ainsi qu’une élévation de la température du gaz rejeté, • L’élévation de l’enthalpie endothermique de la matière première entraîne comme on le sait un surcroît de consommation d’énergie, mais pour les tuiles, la consommation de combustible se réduit, car en raison de la demande accrue, les quantités de gaz aspirées et rejetées sinon soufflées à travers le toit peuvent être réduites, • La diminution du flux d’air de combustion est recommandée pour les briques de parement, notamment en raison des temps de cuisson longs et des températures de cuisson élevées, • Mise en oeuvre du préchauffage de l’air de combustion avec tous les produits, mais dans ce cas, il devrait y avoir de l’énergie en excédent dans la zone froide du four, et le séchoir devrait être intégré dans l’observation énergétique, • En raison du produit, le temps de poussée n’est variable que dans d’étroites limites, mais le calcul montre cependant qu’en cas de prolongation du temps de poussée, la consommation d’énergie augmente fortement, Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed • La température du gaz rejeté s’établit pendant les calculs sur la base des températures de la charge, du gaz et des wagons ainsi que des flux d’air présents dans le four : plus la température du gaz rejeté est élevée dans la plage de température indiquée, plus la consommation de combustible est faible,car moins d’air doit être aspiré sur les dispositifs d’aspiration de la zone froide (figure 2) ; cet effet est le plus important avec les tuiles, • Avec une élévation de la température du produit cuit sortant, une réduction de la consommation d’énergie est possible, en particulier avec des tuiles entre 75 et 120 °C; au-dessus de 120 °C ainsi que dans les fours de briques de parement, la consommation d’énergie augmente de nouveau quand la température de la charge s’accroît, • La diminution de la masse des wagons entraîne une réduction des pertes de sortie qui se remarque particulièrement avec les produits exigeant beaucoup d’énergie tels que les briques de parement et les tuiles, • La dispersion de la charge ainsi que la pose des briques sur leur face frontale avec les trous dans le sens d’écoulement, elle dépend toutefois de chaque produit, • Étanchement du four : les nouveaux fours sont déjà relativement étanches ; si l’entretien n’est pas suffisant pendant l’exploitation, la consommation d’énergie augmente à cause de l’aspiration d’air parasite dans la zone d’échauffement et de soufflages dans la zone froide, • Réduction de la masse des adjuvants de combustion pour les tuiles ; les coûts d’investissement élevés sont rentables en particulier dans la construction d’un nouveau four. Par contre avec des modifications relativement importantes, par exemple Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed doublement de l’isolation du four, on ne constate qu’un faible effet d’économie. Avec 0,1 à 1,3 %, l’effet d’économie était à peine mesurable. 11.6. Émissions de CO2 avec la mise en œuvre de différents combustibles

Tableau 4: Teneur en carbone, valeur calorifique et émissions de CO2 par kilowattheure

Rien que par le choix du combustible, les émissions de CO2 peuvent être réduites pour une même consommation d’énergie. Dans le tableau 2 sont comparées, pour différents combustibles fossiles, la teneur en carbone, le pouvoir calorifique ainsi que les émissions de CO2 auxquelles il faut s’attendre par kilowattheure. On constate qu’avec le gaz naturel High sont générées les plus faibles émissions de CO2 en raison de son haut pouvoir calorifique et de sa teneur en carbone relativement faible. Par contre avec le pétrole, les émissions sont de 1,4 à 1,5 fois plus importantes qu’avec le gaz naturel. Les plus fortes émissions de CO2 sont libérées lors de la combustion de lignites hydratés à faible pouvoir calorifique et à teneur moyenne en carbone. Elles peuvent être de 4,0 à 5,2 plus importantes que les émissions du gaz naturel. 11.7. Amortissement du préchauffage de l’air de combustion

Il a été montré où et quels potentiels d’économie d’énergie existent sur le four. Il est ici possible d’effectuer des travaux de maintenance, par exemple sur Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed l’étanchement du four, ainsi que de modifier de manière ciblée les réglages du four. Pour ces mesures, il est conseillé de procéder à une analyse des processus du four en tenant compte des installations en aval. Mais pour des mesures d’économie supplémentaires, d’autres coûts d’investissement sont nécessaires. À l’exemple du préchauffage de l’air de combustion, il doit être montré au bout de combien de temps ces investissements sont amortis pour un prix du gaz naturel de 3 centimes/ kWh. Le préchauffage de l’air de combustion exige des investissements supplémentaires pour les mesures suivantes : • Plus grand diamètre des conduites pour le tube d’aérage central ainsi que pour les conduites de distribution d’air vers les brûleurs, • Isolation pour les conduites et les têtes de brûleur, • Dimensionnement des ventilateurs et des têtes de brûleur pour des températures de l’air supérieures à 300 °C.

Figure 18: Coûts d’énergie et d’investissement pour différentes températures de l’air de combustion – Amortissement du préchauffage de l’air de combustion

La figure 18 montre les coûts d’énergie et d’investissement pour le préchauffage de l’air de combustion à différentes températures. Les coûts d’investissement Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed sont les coûts supplémentaires nécessaires par rapport à une installation de brûleurs fonctionnant avec une température de l’air de combustion égale à 20 °C. Plus la température de l’air de combustion est élevée, plus ces coûts d’investissement (en rouge) augmentent. De plus sont représentés les coûts d’énergie économisés par année (en vert), qui diminuent au fur et à mesure que la température de l’air de combustion augmente. La courbe bleue est la courbe cumulée de ces deux courbes sur une année. À 100 °C au bout d’un an, les coûts d’investissement sont tout d’abord supérieurs aux coûts d’énergie économisés. Mais ces mesures s’amortissent dès la deuxième année. À 300 °C, la courbe cumulée présente un minimum, c’est-à-dire qu’avec 0,7 an, la durée d’amortissement est la plus courte. À partir de 400 °C, les coûts d’investissement augmentent d’une manière disproportionnée, car des brûleurs et des ventilateurs plus coûteux conçus pour des températures plus élevées sont mis en oeuvre. Ici aussi, l’investissement s’amortit relativement rapidement. Une condition préalable à un préchauffage de l’air de combustion est que le four mette à disposition suffisamment d’air chaud pour cette option. De plus du point de vue constructif, le préchauffage de l’air de combustion est judicieux en particulier dans la construction de nouveaux fours. Une optimisation énergétique supplémentaire peut être obtenue par l’isolation des têtes de brûleur, ce que montre l’exemple suivant. Le tableau 4 représente, pour un préchauffage de l’air de combustion à 300 °C, les coûts d’énergie et d’investissement avec et sans isolation des têtes de brûleur en comparaison avec un air de combustion à température ambiante sur un four de briques de parement ayant une capacité de 325 t/j. Avec le préchauffage de l’air de combustion, la consommation d’énergie du four se réduit de 9,1 % sans isolation des têtes de brûleur et de 10,7 % avec isolation. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed À 300 °C, une isolation des conduites est impérativement nécessaire en raison de la protection du travail, et semble également judicieuse pour les têtes de brûleur. L’air de combustion préchauffé entraîne ainsi une économie annuelle de 171 270 € sans isolation ou de 202 551 € avec isolation. Les coûts d’investissement(en rouge) s’élèvent à 91254 € sans isolation et à 150488 € avec isolation. Dans cet exemple, l’investissement dans un préchauffage de l’air de combustion est déjà amorti au bout de 6,5 mois sans isolation et de 9 mois avec isolation des têtes de brûleur. 11.8. Conclusion et perspectives

Tableau 5: Coûts d’énergie et d’investissement avec et sans préchauffage de l’air de combustion à 300 °C sur un four de briques de parement ayant une capacité de 325 t/j

Les possibilités et les limites de l’économie d’énergie ont été exposées à l’aide du logiciel propre à Lingl pour des simulations techniques de fours tunnels. Ces calculs sont actuellement mis à profit pour la conception de nouvelles installations, ainsi qu’avec l’analyse technique des processus chez le client, pour optimiser des installations existantes. Il a été constaté que ce sont surtout les flux d’air qui sont la part principale dans le rendement énergétique du four tunnel. L’économie d’énergie et donc Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed d’émissions de CO2 peut être atteinte d’une part par la maintenance, par exemple des étanchements du four, ainsi que par une optimisation de la conduite des processus. D’autre part, des investissements supplémentaires sont nécessaires. À l’avenir, pour faire face á la hausse continuelle du coût de l’énergie, outre l’optimisation des séchoirs lors de la construction de nouveaux fours, le préchauffage de l’air de combustion, des WFT plus légers, l’utilisation la chaleur dissipée dans le processus ORC et les échangeurs thermiques, la production décentralisée de courant ainsi que l’isolation des ouvrages gagneront de l’importance. 11.9. Le séchoir à flux continu type OPTIFLOW» «

Il s’agit d’un séchoir continu doté de chariots roulants sur rails, combiné avec les propriétés des séchoirs à flux continu. Le séchoir Optiflow se caractérise par sa construction très simplifiée et son coût d’investissement réduit.


Consultation préalable Briqueterie Sajed Figure 19 : fonctionnement d’un séchoir balancelle

Ainsi, des chariots à plate-forme sans étagère sont utilisés. Des claies chargées de briques sont superposées les unes sur les autres sur ces chariots. Cela permet une simplification des opérations de dépilage et d’empilage du séchoir Anjou, tout en éliminant les inconvénients du couplage avec le dispositif de transport à chaîne. Les claies chargées de briques sont empilées les unes sur les autres sur les chariots. Les chariots de séchoir chargés sont ensuite dirigés en sens inverse de l’écoulement d’air. Ensuite, les chariots sont transférés vers un canal retour à l’aide d’un dispositif de transfert comme dans un séchoir Anjou. Cependant le transfert s’opère dans le plan horizontal moyennant un dispositif roulant sur rails. La différence avec le séchoir Anjou est que, dans ce dernier, les balancelles sont transférées moyennant des chaînes (pas de dispositif de transfert roulant sur rails) et l’inversion se fait plutôt dans le plan vertical dans un mouvement semblable au “Paternoster”. La construction horizontale du séchoir Optiflow simplifie le transport des chariots d’un point de vue mécanique. De plus, à cause de l’élimination du système “Paternoster” propre au séchoir Anjou, la distance entre les chariots du séchoir est réduite d’environ 2/3. Ceci a pour conséquence une réduction des dimensions nécessaires au bâtiment. De plus, la couverture complète de l’espace de séchage ainsi que l’utilisation des sas de la zone d’entrée et de sortie réduisent les fuites et les entrées d’air, ce qui contribue à la réduction de la consommation d’énergie. Du fait de la construction étanche du canal de transfert, les pertes du séchoir sont réduites de manière significative, permettant ainsi une utilisation plus optimale des capacités des ventilateurs pendant le processus de


Consultation préalable Briqueterie Sajed séchage. Ce qui est aussi nouveau, c’est que plusieurs canaux de séchage peuvent être construits côte à côte aussi bien dans le canal d’avance que dans le canal de retour. Le type de construction pour le séchoir Optiflow permet une structure simple de la fondation et du bâtiment, combinée avec une hauteur de bâtiment basse en comparaison avec le séchoir Anjou. Il est aussi possible de faire construire le bâtiment par des fournisseurs locaux, ce qui favorise en plus une réduction des coûts. Les composants de l’unité comme par exemple le ventilateur et le groupe additionnel sont nettement plus accessibles dans le bâtiment simplifié du séchoir Optiflow puis qu’ils peuvent être installés au-dessus de ce dernier. Comme l’équipement de transport est situé à l’extérieur de zone de séchage, l’usure et ainsi la maintenance sont réduites. L’équipement peut être dimensionné pour une capacité de production journalière allant de 300 tonnes/jour jusqu’à 1000 tonnes/jour. 12.

i

L ste

Mains d’œuvres nécessaires

des ouvriers nécessaires pour l’exploitation normale de l’usine, divisés

par atelier, pour chaque poste. Descr ip

N. d’ouvr ier s par poste

postes

totale

3

2

6

Pr é par ation de l’ar gile

5

3

15

Etir euse

3

3

9

3

3

9

Séchoir et f our

3

3

9

Déchargement wagons f our

18

3

54

chargement camions

12

3

36

3

3

9

Magazin

3

3

9

Personnes chargées de l’entr etien

3

3

9

tion

Carr ièr e

et transpor t de l’ar gile et coupeuse

Char gement

Char iot

wagon f our

élévateur


Consultation préalable Briqueterie Sajed Sur veillance

3

3

9

La bor atoir

2 5

1 1

2 5 181

Bureaux et commer ciales Total personnel par jour

13.

Proposition d’un plan d’actions

A partir de l’étude technique et économique du projet d’extension ou du N°

ECONOMIES RECOMMADATION D'ENERGIE S OU AUTRES (DT/AN) Amélioration 1 99 225 préparation Optimisation du 2 252 350 séchoir 3 Calorifugeage wagon Optimisation combustion Récupération de la 5 chaleur du four vers le séchoir 4

99 225 132 300 66 150

6 Régulation séchoir

33 075

Amélioration calorifugeage four

99 225

7

8 Régulation four

99 225

9 Gestion de l'énergie

99 225

Accompagnement TOTAL CONSOMMATION % ECONOMIE

TEP

368 714 368 490 245 123 368 368

INVEST. (DINARS)

T.R.B. (AN)

PLANNING FINANCEMENT

275 000

2,77

2012-2013

Credit

305 000

1,21

2012-2014

Credit

252 000

2,54

2012-2013

Credit

355 000

2,68

2012-2014

Credit

180 000

2,72

2012-2013

Credit

145 000

4,38

2012-2014

Credit

450 000

4,54

2012-2013

Credit

332 000

3,35

2012-2014

Credit

275 000 2,77 2012-2013 Credit 368 L'ANME PREND EN CHARGE 70 % DU COUT DE CETTE MISSION AVEC UN PLAFOND DE 70000 DINARS. 880 2 294 000 2,60 2012-2014 775,00 3 042 13 798,40 22%

nouveau projet, un plan d’action portant sur les modifications éventuelles à apporter au projet en vue d’améliorer son efficacité énergétique devrait être proposé. Ce plan d’action, qui doit être chronologique, contiendra les investissements les plus rentables. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed Le bureau d’études devra présenter le plan d’action sous forme de tableau récapitulatif et de fiches pour chaque action.:



FICHE ACTION N °1 1) Désignation

Optimisation Préparation 2) Description

Selon la nature et l'humidité du mélange ainsi que la complexité du produit à réaliser, l’extrudeuse va être conçue pour l’extrusion dure (humidité inférieure à 18 %) ou semi dure (humidité entre 18 et 30 %). Les mouleuses sont constituées des éléments suivants : •

un mélangeur mouilleur dans lequel le mélange argileux est re-mélangé, mouillé, avec ajout éventuel de vapeur, et propulsé à l’aide de deux arbres parallèles munis de pales, au travers d’une grille qui le fragmente en petits morceaux qui tombent dans une chambre à vide ;

•

la chambre à vide où s’effectue le dégazage de l’argile, en fonction de la taille des particules et de leur temps de séjour ;

•

un bourreur reprend les particules d’argiles pour les pousser de façon répartie dans l’extrudeuse;

•

l’extrudeuse proprement dite, qui est un cylindre avec une hélice unique, qui reprend le mélange argileux sortant de la chambre à vide dans la zone de chargement, le presse de façon uniforme pour le densifier, le compacter, supprimer les vides, remplir complètement les spires, le comprime dans la zone de compression en lui appliquant une pression uniforme et le véhicule vers la bouche de la mouleuse, aussi appelée gueulard. Enfin le mélange


Consultation préalable Briqueterie Sajed s’écoule à l’extérieur de la machine à travers la filière. Les efforts de compression de l’argile appliqués par l’hélice sont repris par le palier du bout de l’hélice; •

des moteurs, des entraînements mécaniques et des réducteurs pour faire fonctionner les éléments précédents. Pour des produits délicats à étirer, les mouleuses sont équipées de variateurs de vitesse ou de moteurs à vitesse variable pour adapter les poussées à la production.

Le mélange argileux avance dans l’hélice comme un écrou, dont on a bloqué la rotation, se déplace le long d’une tige filetée qui tourne sur elle-même. Si le remplissage est bien uniforme, la pression du mélange croît au fur et à mesure qu’il se rapproche de la filière. Le coefficient de frottement de l’hélice avec le mélange argileux doit être faible. Comme l’hélice s’use et sera rechargée, elle a généralement un profil assez simple (vis à un filet, noyau à section constante) et un pas constant mais avec une inclinaison variable, en s’éloignant du centre (10 à 30°). Les hélices sont généralement de grand diamètre avec un nombre limité de tours ; souvent le pas de vis est égal au diamètre. Près de la sortie, l’hélice comprend souvent deux ou trois filets pour augmenter la pression et réduire le coup d’hélice. Le coup d’hélice est la trace que l’hélice peut laisser dans un colombin qui se referme mal. La bouche ou gueulard précède immédiatement la filière. Cette pièce a plusieurs fonctions : •

changer graduellement la forme du pain argileux de rond à rectangulaire ;

•

annuler les vitesses radiales provoquées par le dernier coup d’hélice ;

•

égaliser les pressions et homogénéiser les vitesses de sortie, en valeur et en direction ;


Consultation préalable Briqueterie Sajed permettre à la fissure en forme de S provoquée par l’hélice de se refermer. •

Elle sera donc régulière et aussi longue que possible dans la limite des frottements acceptables. Le débit volumique théorique (m3/s) ( m3/s) d'une mouleuse est égal au volume d’une spire multiplié par la vitesse de rotation (nombre de tours/seconde). En pratique la production est nettement plus petite (par exemple de 30 à 60 % du débit volumique théorique) car il y a des retours du mélange argileux entre l’hélice et le corps. Par ailleurs des morceaux de mélange peuvent rester collés sur l’hélice et tournent avec elle sans avancer, ce qui diminue d’autant le volume utile de la spire. Une grande partie de l’énergie fournie à l’extrudeuse passe en chaleur et réchauffe partiellement le mélange. Le débit pratique des mouleuses est conditionné par plusieurs facteurs : •

la forme des produits à filer et donc la perte de charge dans la filière ;

•

le rapport des sections hélice / filière fil ière est important dans le rendement r endement volumétrique ;

•

la vitesse de rotation de l’hélice et le pas de cette dernière ;

•

la plasticité de la pâte et son humidité ;

•

la régularité de l’alimentation. Il faut toujours travailler dans des conditions où l’alimentation est suffisante et ne limite pas la production de l’hélice de la mouleuse.

Le débit de sortie filière est lié à la pression finale d’extrusion, une plus grande pression à l’extrémité de la mouleuse étant obtenue avec un plus grand débit. Les gammes de pression usuelles sont de 15 à 30 bars. On notera qu’une forte pression diminue légèrement le retrait au séchage comme on le verra plus loin. Une tendance actuelle est d’augmenter la pression dans la mesure du possible Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed de façon à travailler avec des mélanges plus durs, plus secs (moins de retrait et moins d’énergie de séchage à fournir) ou contenant moins d’argile. On est cependant limité par la technologie (très gros cylindre à forte pression avec des joints tournants), la qualité des produits produits et l’usure des hélices hélices et filières. Pour limiter l’usure, on utilise des hélices en fonte de chrome. On trouve t rouve aussi des hélices recouvertes de revêtements durs (hardfacing, projection plasma, pastilles de carbures cémentés brasées,) En pratique, on mesure la puissance instantanée (ou l’intensité électrique) consommée par la mouleuse ainsi que la pression au gueulard. On adapte alors la quantité d’humidité fournie à la terre au mélangeur mouilleur. On trouve couramment des mouleuses avec des diamètres de 25 à 120 cm, des débits de 3 à 100 t /h et des pressions au gueulard jusqu’à 35b. La vitesse de rotation de l’hélice est lente (10 à 30 tours/min).Les vitesses du colombin sont souvent de l’ordre de 20 m/mn. Il existe aussi des extrudeuses pour l’extrusion en pâte dure (de 12 à 16 % d’humidité) qui sont utilisées principalement aux États Unis, Canada, Australie et Afrique du Sud. Le colombin est extrudé très sec, à haute pression (25 à 45 bar). On peut alors utiliser des mélanges plus pauvres en argile. Par contre l’usure des extrudeuses est plus importante et la technique ne s’applique pas à des profils complexes des briques perforées. 3) Gain Gains s esco escomp mpté tés s Economie Production Economie Thermique

15 245 000

th/t kwh/t t /an

3 675 000 368 270 99 225

th/an Tep/an Dinars/Tep Dinars/an

Electricité -


kwh/an

Consultation préalable Briqueterie Sajed 442 -

Tep Dinars/Tep Dinars

Total 368 99 225

Tep Dinars

4) Inve Invest stis isse seme ment nt

Etireuse ARAL 750 S Moteur 315KW Moteur 132KW Pompes a vide de 15 kW Systèmes de réglage automatique de l’eau

135 000

Dinars

40 000

Dinars

35 000

Dinars

15 000

Dinars

50 000

Dinars

TOTAL INVESTISSEMENT

275 000

Dinars

5) Te Temp mps s de reto retour ur brû brûtt

T.R.B. = 275 000 = 2,77 99 925



FICHE ACTION N °2 1) Désignation

Optimisation séchoir 2) Description

Le séchage optimal sera celui qui est le plus économique tout en conservant les propriétés mécaniques du produit. Économique, ici, veut dire rapide, avec un bon rendement thermique et avec peu de défauts sur les produits secs. Pour cela il conviendra d’avoir d’abord le séchage le plus uniforme possible. La vitesse limite de séchage est celle qui permet d’évacuer l’eau assez lentement pour que les faces externes et certains points singuliers comme les coins ne sèchent pas trop rapidement avant que l’eau interne ne soit évacuée. Ceci est spécialement valable pour les pièces épaisses et aux formes complexes. L’air qui est en contact avec les faces des produits doit donc avoir une capacité d’évaporation qui correspond à la vitesse optimale à tous les stades, ce qui nécessite un séchage en atmosphère contrôlée. Cela oblige à ventiler correctement toutes les faces des produits, éventuellement en inversant périodiquement le sens de l’air. Le séchage sera assez lent pour limiter les gradients, tout au moins tant que la pièce prend du retrait. On voit donc que si on veut minimiser les temps de séchage, il convient de sécher en étapes successives, avec différents réglages, qui tiennent compte du niveau de séchage local. Généralement on commence l’opération de séchage avec un air très humide qui va permettre d’augmenter la température de la pièce à sécher tout en gardant une vitesse de séchage lente et uniforme. Selon Kneule, le flux liquide dans un milieu poreux non saturé est lié à la tension de surface et inversement proportionnel à la viscosité. La viscosité de l’eau diminue beaucoup avec la température. De son côté, la tension de surface Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed diminue un peu avec la température. Le tableau 24 montre le grand intérêt de travailler à haute température, de façon à améliorer la vitesse de diffusion de l’eau liquide dans l’argile. Un séchage à haute température favorise la diffusion de l'eau, limite les gradients d’humidité et diminue donc les risques d’apparition de fissures. Cependant si on introduit une tuile à température ambiante dans un séchoir dont l’air est chaud et très humide, il va y avoir une condensation néfaste sur la brique, d’où une certaine limitation. Dans les changements de température, comme à l’entrée dans le séchoir, il faut toujours éviter que la température de surface du produit soit inférieure au point de rosée du nouvel air de séchage pour éviter toute recondensation momentanée, source de fissuration. Lorsque la première phase du départ d’eau est achevée, on peut alors sécher avec un air de plus en plus sec. Pratiquement, on réalise un épuisement rationnel : l’air chaud et sec est envoyé sur les produits en fin de séchage, il se charge progressivement d’humidité, sa température s’abaisse et l’air humide est envoyé sur les produits en début de séchage. Une partie de l’air humide peut être réinjectée dans le séchoir, soit dans l’air chaud, soit en différents points du séchoir, c’est ce qu’on appelle le recyclage. Les vitesses de ventilation varient de 1 à 10 m/s avec plus fréquemment de 2 à 5 m/s. L’air utilisé au début du séchage est souvent à une température de 35 à 50 °C avec une humidité relative de 75 à 90 %, et l’air utilisé en fin de séchage est à une température de 70 à 160 °C, avec une faible humidité relative. Pour cela, il faut mettre des multitudes de ventilateurs avec variateurs de vitesse et des capteurs de température et d’humidité d’air de séchage le long du séchoir


Consultation préalable Briqueterie Sajed à fin de bien assurer l’apport d’air et d’énergie en fonction des caractéristiques du produit et de son comportement le long de son évolution tout au long du séchoir. 3) Gains escomptés

L’enthalpie d’évaporation théorique de l’eau est environ 2259 kJ/kg (540 kcal/kg) par kg d’eau évaporée à 100 °C. On peut calculer la valeur théorique de l'énergie de séchage avec les hypothèses suivantes : •

Air de départ 15 °C et 60 % HR ;

•

Chauffage à 160 °C (à humidité constante – ligne verticale). Le diagramme de Mollier permet de suivre les transformations et les besoins en énergie de façon typique ;

•

Dans le séchoir, l’air perd de la chaleur sensible et se charge d’humidité et l’état de l’air se déplace sur une ligne isenthalpique ;

•

L’air sort du séchoir ; il a une certaine température, par exemple 30 °C et il ne peut pas être complètement saturé en humidité ;

•

Le séchoir est suffisamment grand (long) pour que les produits soient en équilibre avec l’air final.

Dans ce cas, l’enthalpie théorique nécessaire est de 3100 kJ/kg eau (741 kcal/kg). Il y a donc environ 40% de perte. Sur la figure 32, on a tracé les enthalpies minimales en fonction de la température de l’air initial (son humidité ici est fixée à 60 %) et de la température de l’air chaud fourni au séchoir. On voit, bien sûr que, l’été les consommations du séchoir sont plus faibles et qu'elles sont plus importantes l’hiver. A la valeur précédente de 3100 kJ/kg eau, il faut ajouter les pertes dues au chauffage des produits, les pertes à travers les parois du séchoir, et l’énergie utilisée pour ventiler la charge, une forte ventilation améliore Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed le rendement thermodynamique mais augmente les puissances électriques des ventilateurs et leur consommation. Par ailleurs, les séchoirs ne fonctionnent généralement pas de façon continue mais ils ont un rythme journalier et hebdomadaire qui suit généralement le façonnage qui souvent ne travaille pas de nuit ni le week end, ce qui limite les rendements thermiques. Pour des séchoirs bien réglés, il faut donc compter une consommation variant de 3 500 à 4 000 kJ/kg d’eau évacuée. Une étude récente donne une valeur moyenne de 4 300 kJ/kg d’eau pour l'industrie allemande. Les pertes représente 90% de l’énergie théorique de séchage ; le rendement est de 53%. L’eau sort généralement des séchoirs sous forme vapeur et donc toute la chaleur de condensation est perdue. Il semblerait intéressant d’essayer de la récupérer. En pratique, il est difficile de récupérer facilement de la chaleur à basse température et cette dernière n’est pas récupérée sur les séchoirs conventionnels de la terre cuite. Jusqu'à présent, on a calculé les énergies en fonction de la masse d'eau évaporée. On peut les rapporter à la masse d'argile sèche. L'énergie de séchage dépend de l'humidité initiale de l'argile. Pour le séchage d’une tonne de produits (en sec), dont l’humidité initiale était de 25 %, il faut 25 % de l’énergie précédente soit environ 875 à 1 000 kJ/kg produit sec pour le même séchoir bien réglé. Les consommations électriques des ventilateurs sont, elles, de l’ordre de 6 à 13 kWh/t produit sec (22 à 47 kJ/kg produit sec). L’apport calorifique nécessaire au séchoir est d’abord fourni par la récupération d’air chaud sur les fours (air préchauffé dans le four dans la zone de refroidissement des produits). Le complément est fourni par des foyers directs à brûleurs au gaz naturel des générateurs d’air chaud. 4) Economie escomptée Economie


15

th/t

Consultation préalable Briqueterie Sajed production Economie Thermique

5 245 000

kwh/t t /an

3 675 000 368 270 99 225


1 225 000 347 442 153 125

kwh/an Tep Dinars/Tep Dinars

714 252 350

Tep Dinars

Electricité

Total

5) Investissement - Ventilateurs pour l’introduction de l’air chaud; Débit 220.000 m3/h Puissance installée 75 kW - Ventilateurs centrifuges pour la recirculation générale de l’air du séchoir, complets de convertisseurs de fréquence Débit 250.000 m3/h Puissance installée 130 kW - Ventilateurs axiaux pour l’expulsion de l’air humide, complets de convertisseurs de fréquence, Débit 140.000 m3/h Puissance installée 30 kW Câblage TOTAL INVESTISSEMENT

6) Temps de retour brut

T.R.B. = 405 000 = 1,21 ans 252 350


45 000

Dinars

125 000

Dinars

85 000

Dinars

50 000

Dinars

305 000

Dinars



Consultation préalable Briqueterie Sajed Actions n°3 1) Désignation

Calorifugeage wagon 2) Description

Les wagons ont une longueur de 3 à 6 m et portent des charges de 12 à 20 t environ. Ils comprennent un fort châssis métallique avec des roues indépendantes. La plate-forme est isolée thermiquement du châssis et sert de sole du four sur laquelle on pose les produits. Elle évite aussi que les parties mécaniques des wagons soient exposées à la chaleur du four. Les wagons circulent en continu à partir du poste d’empilage où ils sont chargés des produits venant du séchoir. Ils passent par un poste de stockage intermédiaire car l’empilage ne travaille pas en continu et il faut stocker la production future de la nuit et du week-end ; ils rentrent alors dans le four par une porte verticale coulissante. Le four peut comprendre un pré four séparé, avec des portes mobiles ; les wagons traversent alors les différentes zones du four et ressortent par la porte de sortie. Ils passent ensuite au poste de dépilage, et reviennent au point de départ par la voie de retour des wagons. Le stockage des wagons avant l’entrée dans le four peut être fait dans une atmosphère contrôlée s’il y a des risques de reprise d’humidité. On cherche aussi à rendre étanche à l’air la sole morcelée, quatrième côté du four et différents procédés ont été développés. L’isolation thermique des wagons, qui entrent et qui sortent dans le four, est différente de celle du four lui-même qui reste lui toujours en température. Le système d’isolation des wagons doit à la fois présenter une faible conductivité thermique mais aussi une faible diffusivité (faible masse, faible capacité thermique). Ils comportent donc souvent une structure mécanique pour le support de la charge et une isolation légère en fibres. Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed 3) Gains escomptés

Les économies escomptées de la mise en place de ce projet sont estimées à la réduction de la chaleur emportée par les wagons qui sont évaluées à 368 Tep/an Le gain financier est estimé à 99225 DT/an. Economie production Economie Thermique

15 245 000

th/t kwh/t t /an

3 675 000 368 270 99 225


Electricité 442 -


Total 368 99 225

Tep Dinars

4) Investissement: L'investissement nécessaire pour le calorifugeage des wagon par la laine de roche au lieu de montage cimenté est estimé 4 500 DT par wagon ; Le nombre de wagons concernés par la réfection est de 56 soit un investissement total de 280 000 DT

5) temps de retour brut: T.R.B. = 252 000 = 2,54 ans 99 225




Consultation préalable Briqueterie Sajed Action N°4 1) Désignation

Optimisation combustion par des bruleurs à air soufflé 2) Description

Au niveau de la zone de cuisson, le combustible est injecté par des brûleurs en voûte ou latéraux, dans les espaces ménagés, entre les empilages des wagons. Ces brûleurs sont adaptés au combustible (gaz naturel,…) Les brûleurs à gaz peuvent être simplifiés à auto-allumage à haute température. Il s’agit par exemple de brûleur « fleuret » dans lequel la flamme est diffuse. On trouve des brûleurs à flamme froide pour mettre déjà dans la zone de préchauffage. Il y a des brûleurs à auto allumage pour faciliter la préchauffe des fours. Il y a aussi des brûleurs « jet », à air soufflé, à grande vitesse (v>100m/s) ; ces jets à haute énergie favorisent le brassage du milieu ambiant. L’uniformité des températures dans la section du four favorise celle de la qualité et permet des temps de cuisson plus faibles. Ces gaz à grande vitesse sont rapidement dilués ce qui limite leur action potentiellement néfaste sur les céramiques et isolants. On trouve aussi des brûleurs à récupération qui utilise de l’air qui a été préchauffé ou dans le brûleur lui-même ou l’extérieur. Les brûleurs peuvent avoir des niveaux de réglage modulables ou être réglés en tout en rien par des impulsions dont on varie durée et fréquence. 3) Economie escomptée Economie production Economie Thermique


20 245 000

th/t kwh/t t /an

4 900 000 th/an 490 Tep/an

Consultation préalable Briqueterie Sajed 270 132 300

Dinars/Tep Dinars/an

442 -


Electricité

Total 490 132 300

Tep Dinars

4) Investissement - Brûleurs latéraux pour le préchauffage N. 3+3, Brûleurs latéraux type CI 220 Jet avec une capacité de 160.000 Kcal/h - Brûleurs en voûte Groupes de brûleurs CI-MJet à 14 points feu avec allumage et contrôle flamme

85 000 Dinars

135 000 Dinars

- Groupes de Brûleurs CI-MJet à 14 points feu sans contrôle

135 000 Dinars

TOTAL INVESTISSEMENT

355 000 Dinars

5) temps de retour brut: T.R.B. = 355 000 = 2,68 ans 132 300




Consultation préalable Briqueterie Sajed Action n°5

5) Désignation Récupération d’air chaud du four vers le séchoir 6) Description

L’énergie consommée à la cuisson varie selon les produits fabriqués, la nature des matières premières et les technologies utilisées. Elle est critique car c’est de loin le premier élément du prix de revient (entre 25 et 40% du prix de revient). La chaleur de réaction pour décomposer l’eau de constitution et le calcaire dépend bien sûr du mélange et est de l’ordre de 125 à 500 kJ/kg. Ainsi la chaleur de formation de la kaolinite à partir des oxydes est d’environ 195kJ/kg . Cette chaleur ne représente qu’une fraction du total consommé. Les autres consommations sont des pertes : •

pertes dans la fumée (liées au débit et à la température de fumée à la sortie du four). C’est généralement le premier poste de perte.

•

pertes dans les produits qui sortent (température de sortie des produits),

•

pertes dans les posages, gazettes,… et les wagons qui sortent (masse et température de sortie des produits),

•

pertes continues à travers les parois du four,

•

pertes par les portes aux ouvertures,

•

pertes du refroidissement sous les wagons pour les fours sans joint d’eau, qui sont généralement récupérées pour le séchoir,

•

énergie fournie au séchoir par l’extraction d’air.

Les décompositions entre les différentes pertes sont évaluées par un bilan thermique détaillé du four. Les fours modernes consomment en moyenne 700 à Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed 1 200 kJ/kg pour la cuisson elle-même. L’étude statistique allemande donne les résultats moyens obtenus sur 80 fours (voir tableau 30). On a les différentes pertes en valeur (kJ/kg) et aussi en % de l’apport combustible total. On indique d’abord les apports en combustible. Les matières premières peuvent apparaître comme une consommation (tuile, brique apparente – chiffre positif, réactions chimiques, décarbonatation) ou comme un apport (brique de structure – en négatif, éléments porosants). On indique l'utilisation de l’énergie (pertes et récupérations). On voit donc de grandes différences selon les produits et sans doute selon les fours utilisés : l’apport des mélanges argileux en matériaux organiques peut être important avec les briques de structure. Les pertes sorties produits sont équivalentes pour les trois familles de produits car les températures de sortie sont équivalentes. Les pertes dans les fumées correspondent à peu près à la moitié de l’énergie nécessaire à la cuisson. On voit aussi que la plus grande partie de l’énergie nécessaire au séchoir (environ 1 000 kJ/kg) peut en principe être récupérée sur le four.

Ce projet consiste à l’optimisation de la récupération d’air chaud du four vers le séchoir. Cette optimisation consiste à la modification d’injection d’air chaud récupéré au niveau de la chambre de mélange et à injection partielle de l’air au niveau des ventilateur de recyclage de telle façon à ne plus utiliser le brûleur d’appoint. Pour que cette action soit efficace il faut substituer le ventilateurs de recyclage actuels par des ventilateurs plus puissants le débit proposé par ventilateur est de 140 000 m 3 /h à une pression de 150 mmCE 3) Economie escomptée

Les économies escomptées relatives à la mise en place de ce projet consistent à un gain de 10 th/t. Pour une production d’environ 245000 t/an, l’économie serait 245TEP de gaz/ an. Ceci se traduit par un gain financier de 66 150 DT/an. Economie


10

th/t

Consultation préalable Briqueterie Sajed production Economie Thermique

245 000

kwh/t t /an

2 450 000 245 270 66 150


Electricité 442 -


Total 245 66 150

Tep Dinars

4) Investissement

L'investissement nécessaire à la réalisation de ce projet est estimé à 180 000 DT détaillés comme suit :

Registre Gaine Ventilateur Isolation thermique des gaines TOTAL INVESTISSEMENT

5) Temps de retour brut

T.R.B. = 180 000 = 2,72 ans 66 150


45 000 35 000 55 000 45 000

Dinars Dinars Dinars Dinars

180 000 Dinars

Consultation préalable Briqueterie Sajed Action n°6

1) Désignation

La régulation automatique du séchoir

2) Description Ce projet consiste à la remise en état et la modernisation des boucles de régulation automatique du séchoir rapide qui consiste à réguler le débit de l’extraction de l’air humide en fonction de l’humidité de l’air de séchage. Pour ce faire il faut mettre en place ce qui suit : 1/ - Boucle de régulation composé d’une sonde hygrométrique, sonde de pression, indicateur de température et variateur de vitesse. au niveau du ventilateur d'extraction d'air humide (Puissance 15 Kw) 3/ - Une boucle de régulation entre le brûleur et la température de la chambre de mélange. 3) Economie escomptée Les économies escomptées relatives à la mise en place de ce projet sont de 123 Tep/an. Ceci se traduit par un gain financier de 33 075 DT/an. Economie Production Economie Thermique

5 th/t - kwh/t 245 000 t /an 1 225 000 123 270 33 075 -

th/an Tep/an Dinars/Tep Dinars/an Dinars

Total 123 Tep 33 075 Dinars

4) Investissement:



L'investissement nécessaire à la réalisation de ce projet est estimé à 145 000 DT : Servomoteurs pour commander les vannes Capteurs de température PT 100 Capteurs d’humidité et de température Capteurs de pression Vanne motorisée TOTAL INVESTISSEMENT

5) Temps de retour brût: T.R.B. = 145 000 = 4,38 ans 33 075


50 000 20 000 20 000 20 000 35 000 145 000

Dinars Dinars Dinars Dinars Dinars Dinars


Action n°7

1) Désignation

Amélioration du calorifugeage du four 2) Description

Isoler du four “Un des meilleur moyen de sauver de l’énergie est de limiter les fuites” Les pertes thermiques au niveau du four sont soit par les fummées de combustion, l’infiltration ou par rayonnement à travers l’enveloppe du four. Les pertes par les fumées sont réduites par le contrôle rigoureeux de la combustion est des paramètres de marche du four. Alors que les pertes par rayonnement sont à réduire lors de la conception du four moyennant une bonne isolation. L’isolation réduit généralement les pertes de 90%. 3) Economie d’énergie Economie Production Economie Thermique

15 245 000

th/t kwh/t t /an

3 675 000 368 270 99 225


Electricité 442 -


Total 368 99 225

Tep Dinars

4) Investissement 450 000 Dinars


Consultation préalable Briqueterie Sajed Calorifugeage laine de roche

5) Temps de retour brût T.R.B. = 450 000 = 3,4 ans 99 225



ACTION N°8 1) Désignation

Régulation automatique du four

2) Description: Ce projet consiste à la régulation automatique qui consiste à la simulation des différents paramètres d’exploitation par automate programmable supervision par ordinateur et ce en vue de contrôler automatiquement la pression du four en fonction de la cadence de marche et le produit enfourné Les équipements à acquérir pour la réalisation de ce projet sont les suivants : -3

variateurs de vitesse pour le ventilateur de récupération , tirage et contre pression - 1 ventilateur de refroidissement rapide - 1 ventilateur haute pression (Brassage) - Automate programmable - Logiciel STEP 7 - Ordinateur - Programmation et mise en marche 3) Economie escomptée

Le ratio moyen des fours performant équipés d’un système régulation automatique est de 230 th/t soit un potentiel d’économie d’énergie de 25 th/t. Pour une production moyenne de 245 000 tonnes par an, les économies sont de 368 TEP/an, Le Gain financier est de

Economie Production Economie Thermique


99 225 DT/an.

25 th/t - kwh/t 245 000 t /an 3 675 000 th/an

Consultation préalable Briqueterie Sajed 368 270 99 225 99 225

Tep/an Dinars/Tep Dinars/an Dinars

4) Investissement

Le coût d’investissement de cette action est estimé à 332 000 DT : 3 variateurs de vitesse pour le ventilateur de récupération , tirage et contre pression Automate programmable Logiciel STEP 7 Ordinateur Programmation et mise en marche TOTAL INVESTISSEMENT

5) Temps de retour brût T.R.B. = 332 000 = 3,35 ans 99 225


150 000 75 000 80 000 2 000 25 000

Dinars Dinars Dinars Dinars Dinars

332 000 Dinars

Consultation préalable Briqueterie Sajed FICHE ACTION N°9 1) Désignation

Mise en place D’un système de gestion de l’énergie 2) Description :

Il s’agit de programmer le fonctionnement des équipements à l’avance en respectant les règles de l’entretien préventif et leurs temps de fonctionnement. Dans la plupart des cas, cette action nécessitera des investissements non onéreux causés par en premier lieu par la réparation ou le changement des compteurs d’énergie et horaires non fonctionnels et en deuxième lieu l’acquisition des compteurs divisionnaires d’énergie et d’eau, des compteurs horaires, des horloges programmables et le renforcement des équipes d’entretien si besoin y est. Cette opération doit être précédée par une action d’organisation des équipes et de la procédure de maintenance. Supervision des programmes de maintenance :

Il ne s’agit dans aucun cas de réaliser des réparations ou des tâches d’entretien ou de maintenance, mais il s’agit de planifier les programmes d’entretien/maintenance et de les superviser. Coordination entre les différents services :

Il est évident qu’une coordination est nécessaire à deux niveaux.

Au niveau des services techniques : Cette action peut être assurée par des réunions prévues périodiquement avec toute l'équipe. Au niveau des services concernés : Tous droits réservés

Consultation préalable Briqueterie Sajed Cette coordination nécessaire pour la bonne circulation de l'information entre la Direction et les Services Techniques pourra se faire dans le cadre des réunions bimensuelles prévues avec la direction. Suivi des Equipements et des consommations : Ce suivi se fera par le biais des visites des installations et à travers les rapports hebdomadaires que les responsables de maintenance sont appelés à préparer chaque semaine. Cette action peut très bien déboucher sur la nécessité de prévoir des contrats de maintenance avec des spécialistes (Ex : Brûleurs, ventilateurs, pompes etc…. ) 3) Economies escomptées

Nous estimons, après avoir atteindre une bonne gestion énergétique de réduire les ratios, les économies escomptées sont de 469 TEP/an pour un coût de 186 200 DT/an. Economie production Economie Thermique

5 2 245 000

th/t kwh/t t /an

1 225 000 123 270 33 075


490 000 139 442 61 250


Electricité

Total 261 94 325

Tep Dinars

4) Investissement :

L'investissement global relatif à la mise en place d'un système de gestion énergétique est évalué à 160 700 DT répartis comme suit : .- PC avec système d’exploitation Windows Tous droits réservés

20 000,00

Dinars

CONSULTATION PREALABLE BRIQUETTERIE SAJED

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