A Tous le personnel de la SNCPA de Kasserine pour leur chaleureux accueil et leur compréhension durant la période de mon stage.
A Tous les personnels de l’ISET DE DJERBA qui m’ont offert cette occasion pour découvrir la vie professionnelle .
que je puisse
A Toutes ces personnes j’adresse mes sentiments les plus respectueux tout en espérant qu’ils trouvent dans ce modeste travail une épreuve sincère de ma plus haute considération.
Enfin, je remercie les membres de jury d’avoir la gentillesse d’évaluer mon travail.
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Chapitre 1 : presentation de société
stage de perfectionnement
Chapitre 1 : presentation de société de SNCPA
Historique de la sncpa: La société Nationale Tunisienne de Cellulose(SNTC)
Cree et 1959 et entrée en production en 1963 donnant ainsi naissance a la première industrie Cellulosique de la Tunisie . L’alfa est la matière première pour la fabrication de la pâte du papier qui est une graminée qui passe dans la société de papier de la Tunisie central et les haute stops de l’Afrique de nord motivé le choix de Kasserine pour l’implantation de la première industrie cellulosique
L’achat de l’approvisionnement de l’une en Alfa et assurée par le centre Alfatiers au nombre de 56 centre situé à Kasserine, Sidi Bouzid, Gafsa et Kairouan. La SNTC produit 2200 tonnes par an dont 1500 tonnes environ sont exportées vers l’Europe, les Etats-Unis d’Amérique et le Japon. Le reste de la production est transféré vers l’STPA en papier d’impression et d’écriture. La Société Tunisienne de Papier Alfa (STPA) Créée en 1970, elle a pour rôle la satisfaction du marché intérieur en papier. Exemple : papier Kraft en vue de satisfaction en sacs de ciment, d’emballage ou d’engrais. La production annuelle de papier : offset, AFNOR, Kraft écru, macule…. La SNTC et la STPA nécessitent l’utilisation de divers produits chimique tels que la chlore, l’acide chlorhydrique et la soude, raison pour laquelle on a installé le compartiment d’électrolyse qui traite le sel (Na Cl) et le calcaire pour alimenter en produit chimiques la chaîne de fabrication de la pâte. Ces produits sont à usage interne au sein de l’entreprise ou externe pour satisfaire le besoin de la clientèle (STEG, SONEDE, EL FOULEDH et les javeleurs)
FABRICATON DE PATE D’ALFA : 1- Pâte de l’alfa : Les matières premières sont arrachées par les familles des régions (Kairouan, Gafsa, Kasserine et Sidi Bouzid), après séchage (allant jusqu’à 6 mois), l’alfa est conditionnée dans les centres de collecte sous forme de balles de 200 Kg, la SNCPA achète ensuite cet alfa et la transporte à l’usine. Pendant l’arrachage l’alfa est expédiée en à la lumière solaire, elle perd environ 10% de son poids. 2- Découpage et déchiquetage : Les balles d’alfa stockées dans un hangar couvert sont fournies au doseur par une bande transporteurs vers le coupeur puis le déchiqueteur.
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L’alfa subit un découpage en petits brins de tiges de 5 à 8 cm de long, suite à quoi elle passe dans un déchiqueteur à lames pour la rendre plus fine. Par un système d’aspiration, la matière première passe à travers un filtre à cyclones, pour l’élimination des poussières qui sont récupérées dans une unité de cire, actuellement en arrêt. La matière dépoussiérée et déchiquetée passe à la cuisson. 3- Cuisson : L’alfa coupé est acheminé par une bande transporteuse vers la section de cuisson.
Le procédé de cuisson est du type continue, l’utilisation de la soude pour l’extraction à 170°C donne une pâte à la soude, le système continue utilisée est du type PANDIA digester. L’opération de cuisson de l’alfa consiste à dissoudre par une liqueur alcaline de la lessive contenant de soude la lignine qui relie les fibres de cellulose. L’alfa est chargé dans des lessiveuses (grosses autoclaves) puis la vapeur et les produits chimiques sont introduits pour détacher les fibres entre elles, lorsque la cuisson est terminée, on obtient ce qu’on appelle la pâte écrue que l’on sépare d’une liqueur appelé LIQUEUR NOIRE de faible concentration utilisé après concentration comme combustible au niveau de la chaudière à récupération. 4- Lavage :
Après cuisson, la pâte passe au poste de lavage, ce poste est constitué de deux laveurs sous forme de tamis vibrants pour séparer la matière, suite à quoi la pâte passe dans trois filtres à trois étages. Après la filtration, la matière subit une opération d’épuration. 5- Blanchiment
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Blanchissement est l’opération chimique permettant d’obtenir par emploie des réactifs oxydants une délignification et une séparation des parois premières et secondaires de la fibre. Le procédé de blanchissement est constitué de tros phases :
-A- Phase de chloration : Dans cette phase on appoint de chlore gazeux est envoyé à la base du tur chloration avec la pate plongé dans une cencentration de 30g/l à 35g/l. En barbotant dans l’eau le chlore gazeux se transforme en acide chlorhydrique non blanchissant et en acide hypochloreux.
-B- Phase sodation : Juste à la sortie du filtre chloration on a ajoute d’un point de soude. Pour assurer une homogénéisation de la pâte, la vidange de la pâte se fait dans deux repulpeurs .La réaction avec la soude étant endothermique, ensuite la pâte passe au tour sodation qui est menaient bas par agitateur,on obtiens une coloration brune. Cette phase a pour fonction : -
La neutralisation du chlore.
-
La neutralisation du chloroquine lors de la phase chloration.
-C- Phase de séchage : Elle se divise en deux parties ; -
Une mécanique qui est effectué par des presses.
-
L’autre chlorique qui s’effectue par des oresecheurs.
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Par la suite en passant par la coupeuse, les feuilles sont stockées sous forme de balle de 200Kg l’une. Après délignification, le blanchiment de la pâte consiste à éliminer les substances colorantes (dérivés de lignine) que se trouvent encore dans la pâte, pour cela on utilise des agents oxydants (principalement le chlore) qui dissolvent la lignine. Le blanchiment s’effectue en plusieurs étapes pour une efficacité accrue. Avant chaque phase, la pâte est réchauffée, imprégnée par les réactifs, puis entraînée dans une tour ou elle y séjourne le temps réessaie à l’action des agents oxydants, la pâte obtenue est lavée puis stockée. L’installation de blanchiment est composé principalement de : Réchauffeur, mélangeur à vis. Tours à flux ascendant. Filtres ou diffuseurs Pompe de concentration Il est à noter que l’eau de lavage est en circulation en contre courant par rapport au circuit d’avancement de la pâte d’alfa. IV- Conditionnement de la pâte : La pâte est diluée pour subir une épuration finale dans une série de séparateurs tourbillonnants dynamiques à 4 stades sélectifs.
L’épuration de la pâte est une épuration indispensable pour l’obtention d’une pâte à papier de qualité. Après cette épuration, la mise en feuille s’effectue sur une table de formation, suivie d’un séchage mécanique à 3 presses. A la sortie de la presse, la pâte est acheminée vers un séchoir de type FLAKT ayant les caractéristiques suivantes : 5
Séchoir à feuille aéroporté Vitesse feuille : 30 m/min (moyenne) µGrammage : 975 gr/m2 Largeur feuille entrée et sortie : 2650 mm 2500 mm Capacité d’évaporation 4 388 Kg/h Production nominale : 4 388 Kg/h Le séchoir est alimenté en vapeur de 3 bars à travers des batteries de la chauffe. La feuille humide, ayant une teneur en eau de l’ordre de 55% d’eau après avoir été libérée du feutre est introduite dans le séchoir, l’air de séchage passe à travers un échangeur de chaleur buées/air neuf,puis à travers les batteries de radiateurs alimentées en vapeur.
Alimentation électrique de l’usine 1-Réseau STEG : L’usine SNCPA est alimentée en énergie électrique de la ligne aérienne de tension 30 KV, par suite cette tension sera transformée dans une poste de transformation de moyenne tension 30/5.5 KV. Cette poste est constituée de trois transformateurs le premier à pour puissance 12 MVA, les deux autres chacun possède une puissance de 6 MVA.
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Figure (1) 2-Couplage des transformateurs : Pour les raisons de variation d’énergie il est intéressant de coupler deux ou plusieurs transformateurs en parallèle lorsque ils sont alimentés par le même réseau. condition de couplage : Les deux transformateurs sont alimentés par le même réseau : -Même tension de court-circuit. -Même indice horaire. -Tension secondaires sont très peut différentes. -La puissance total est la somme des puissances des transformateurs. Si les puissances sont différente la puissance la plus ne doit pas dépasser deux fois la petite puissance, alors si l’un est en panne l’autre supportera la charge seule.
Figure (2) Figure 1
3-Amélioration du facteur de puissance : L’installation de l’usine est alimentée en énergie électrique alternative. Il comporte des récepteurs tels que les moteurs. Les transformateurs (en plus réacteurs) ils absorbent une puissance active P et une puissance réactive Q tel que la puissance apparente soit : S= √P²+Q² D’où le facteur de puissance : Cos φ =P/S
figure (3)
Puisque ces gros engins électriques absorbent une très grande puissance réactive alors (Q) augmente donc φ tend vers П /2 d’où Cos φ diminue pour ne pas payer le taux de pénalité au STEG l’usine SNCPA est équipé de deux procédés pour l’amélioration de facteur de puissance : 7
-par une capacité. -par un groupe turboalternateur. a- par une capacité : Couplage triangle : La capacité d’un condensateur couplé en étoile est trois fois plus grande que celle du couplage triangle. CΔ=q/WU² ; CY=3CΔ. Inconvénient : Les condensateurs provoque des perturbations, des surtensions ainsi que de danger du mort lors des
ouvertures des coffrets. b- par un groupe turbo-alternateur : La SNCPA est équipée d’un groupe turbo-alternateures qui fonctionne en génératrice synchrone, ce procédé est utilisé pour amélioré le facteur de puissance en plus il assure la présence de la tension pour les secteurs prioritaires en cas de coupure du réseau du STEG. Figure (2)
Fonctionnement : Pour fonctionner un alternateur il faut lui fournir une énergie mécanique. L’alternateur est entraîné en rotation à l’aide d’une turbine à vapeur de vitesse 1200 tr/min par l’intermédiaire d’un régulateur de vitesse qui fourni 1500 tr/min constante afin de produire une tension triphasée à fréquence de 50 HZ. Le combustible utilisé pour cette énergie motrice est le gaz naturel. Dans cette centrale thermique ‘CHUIDIER WILTER’ l’énergie calorifique est transformée en énergie mécanique au niveau de la turbine, cette dernière est en énergie électrique au niveau de l’alternateur.
Turbine à vapeur
Réducteur de vitesse
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Alternateur 3
Figure ( )
COMMANDE ET PROTECTION DANS L’USINE SNCPA : L’usine SNCPA est équipée par une chaîne d’alimentation électrique : Source d’énergie
Fonction sectionnant
Fonction commande
Récepteur
Fonction protection
L’usine SNCPA est équipée d’une chaîne de commande et de protection du matériel et de l’ouvrier. L’énergie électrique à transmettre depuis l’arrivée du STEG jusqu’aux lieu de consommation parcours un réseau compliqué sous différents tensions ( 30 KV, 5.5 KV, 380 V) d’où la nécessité de pouvoir commander ces différents circuits, de pouvoir les protéger et régler les caractéristiques du courant utilisé c’est donc le rôle de l’appareillage, ce dernier doit remplir trois grandes fonctions : - Commande des circuits. - Protection des appareils et du réseau. - Réglage des circuits. Un appareil de commande est caractérisé par : - Une tension nominale : c’est la tension pour laquelle l’appareil a été construit pour fonctionner dans des meilleurs conditions, elle conditionne la rigidité électrique, les isolants à utiliser et la tension d’essai d’isolement. - Intensité nominal : c’est le courant pour lequel l’appareil a été normalement conçu et d’après lequel sont déterminés les conditions. 1°)- Commande : La commande de l’énergie est assurée par des interrupteurs, contacteurs, discontacteurs, disjoncteurs, sectionneurs, etc… - Les sectionneurs : Sont des appareils destinés à assurer l’interruption ou la continuité dans un circuit électrique lorsque celuici n’est pas parcouru un courant, un sectionneur n’a pas de pouvoir de coupure car il ne possède pas les organes capables d’éteindre l’arc. 9
*- Caractéristiques : Un sectionneur est caractérisé par : - la tension de service - le courant nontinal - la nature de commande (levier, perche,…) - le système de fixation.
- Les interrupteurs : Ils permettent d’établir ou interrompre la circulation d’énergie. *Caractéristiques : un interrupteur est caractérisé par : - un courant nominal In. - La tension nominal Un. - Le nombre de pole. - Le pouvoir de coupure. - Les contacteurs : Un contacteur est un appareil de commande destiné à fermer et à ouvrir un ou plusieurs circuits électriques en charge dont la commande peut être obtenue à distance. *-Constituants : - électro-aimant. - les pôles. - les contacts auxiliaires. - procédé d’extinction de l’arc. -Les discontacteurs : Un discontacteur est un contacteur électromagnétique muni de relais de protection provoquant, en cas d’anomalie, l’ouverture automatique du circuit de contacteurs. -Les disjoncteurs : Un disjoncteur est un appareil de commande et de protection, qui en cas d’anomalie de l’une des grandeurs électriques permet d’interrompre le circuit à protéger ou il est inséré.
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2°)- Protection :
-
La protection contre les surintensités est assurée par des appareils ayant pour fonction de : De détecter tout augmentation du courant dépassant la valeur nominal. Couper le circuit le plus vite possible dès que la surintensité devient anormale et importante. Les appareils de protection existant dans la SNCPA tel que : les fusibles, les disjoncteurs, etc….
a°)- Les disjoncteurs : -Protection contre les surcharges. -Protection contre les courts-circuits. B°)-Fusible : -une intensité nominale. -Une intensité de fusion, pouvoir de coupure. -Le lien de l’installation. c°)-Relais : -Relais thermique -Relais magnétique Protection des transformateurs : Protection par relais de bucholts : C’est un appareil de protection utilisé particulièrement pour les transformateurs de puissance émergée dans l’huile. Fonctionnement : Lors de l’apparition d’un défaut interne des bulles gazeuses qui sont due à la décomposition de l’huile sous l’action de la chaleur à tendance de s’accumuler dans la partie supérieure du carter. Le niveau d’huile baisse la poussé d’archiméde sur le flotteur, celui-ci en s’abaissant ferme le contact d’alarma 4 et le 2ème flotteur provoque le déclenchement des disjoncteurs primaire et secondaire.
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Les transformateurs de mesures Transformateurs d’intensité : Vu qu’on a besoin de l’image du courant dans certains cas (installation de distribution de l’énergie électrique) d’où la nécessité d’un transformateur d’intensité. ces appareils appelés aussi transformateurs de courant, ont leur primaire intercalé dans le circuit , dont on détermine l’intensité , tandis que leur secondaire est fermé sur l’appareil de mesure . Signalons que ce récepteur peut comprendre, en plus de l’ampermètre classique, de nombreux appareils de mesure disposés en série : ampermètre enregistreurs appareils de protection tels que des relais, circuits intensité des wattmètres et des compteurs… Il en résulte que ces appareils jouent un rôle considérable dans les installations à haute et à basse tension. Ainsi, que pour les hautes tensions, ce matériel nécessite la protection pour assurer la sécurité du personnel. Dans la pratique, pour plus de commodité, le tore précédent est coupé en deux moitiés forment les morts de pince qu’on ferme sur le conducteur. Quelle que soit la disposition adoptée, il est essentiel de retenir que : Le secondaire d’un transformateur d’intensité ne doit jamais rester ouvert. En effet en fonctionnement normal, le courant à vide qui crée le flux (n1 I0= RΦ) est très faible car il y a compensation n’existant plus, le courant à vide prend alors la valeur du courant de ligne, le flux et la tension secondaire peuvent alors atteindre des valeurs considérables dangereuses pour le personnel et pour le matériel (claquage de l’isolation…) Transformateurs de tension : Leur construction dépend de la tension qu’ils doivent supporter au primaire. Jusqu'à 30 KV, leur branchement se fait entre phases, pour les hautes tensions, ils sont généralement branchés entre phases et terre. Le conducteur haute tension est réuni à la terre à travers des conducteurs en série noyés dans l’huile à l’intérieur d’une borne une prise intermédiaire sur les condensateurs alimente le primaire d’un transformateur classique situé sous la borne ; son secondaire donne la tension mesurée . La hauteur globale d’un transformateur est très élevée, elle est d’environ 3 m pour un réseau à 220 KV et 5 m pour un réseau à 400 KV.
Régulation et asservissement de vitesse
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Variateur régulateur de vitesse : Le problème est maintenir automatiquement la vitesse du moteur qui est alimente à la valeur du consigne affichée sur un potentiomètre, quelque soit les facteurs perturbateurs, variation du couple résistant de la tension du réseau. On compare en permanence la vitesse réelle du moteur à la consigne, la chaîne de régulation agit sur la commande des thyristors en fonction de l’écart pour augmenter ou diminuer la vitesse du moteur du moteur à fin de ramener cet écart à zéro (ε = 0) suivant la précision désirée, en effet la vitesse du moteur est donnée par la tension d’une dynamo-takymétrique , la chaîne de régulation comprend un amplificateur de courant qui permet de limiter l’intensité absorbée par le moteur , c’est -à-dire le couple à une valeur prédéterminée réglable par le potentiomètre d’où une protection du moteur et l’équipement lors des surcharges accidentels, tout en fixant au couple de démarrage une valeur correcte, chaîne de régulation type cascade ou type parallèle. *une régulation cascade est constitué par deux amplificateurs opérationnels : un amplificateur vitesse et un amplificateur courant, la tension de sortie de l’amplificateur vitesse à référencier le régulateur d’intensité en série. *dans le cas d’une régulation parallèle, le signal vitesse et signal courant attaque en parallèle les entrés des deux amplificateurs opérationnels tant que le courant reste inférieur à la valeur limite, la régulation du courant se substitue à la régulation de vitesse , un circuit discriminateur entièrement permet de passer automatiquement d’un mode fonctionnement à l’autres une très grande rapidité de réponse et l’absence d’interaction entre boucles , soient les qualités intrinsèques d’une régulation parallèle. Un système à une grandeur d’entrée et une seule de sortie peut être représenté symboliquement par : -une chaîne directe ou chaîne d’action avec amplificateur de puissance. -une chaîne de retour ou de réaction. * dans la chaîne directe : -un détecteur d’écart entrée-sortie, qui comprend un élément capteur et un élément transmetteur, il fournit un signal d’erreur à partir du signal de mesure et la consigne. -le réseau correcteur, souvent inclus dans un préamplificateur dont le rôle est d’améliorer les performances du système. -l’étage d’amplification de puissance éventuellement avec un préamplificateur. Le moteur et le système à asservir qui constitue l’étage de puissance.
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Automates programmables Mise en situation : L’automatisation d’un système technique consiste à assurer la commande en adoptant un outil technologique. Ordre
PC
Mesure
PO
Les API présentent l’avantage par rapport à l’avantage par rapport à la solution câblée de pouvoir dialoguer avec le procédé industriel. En présence d’une commande à la technologie câblée, le changement du mode de commande entraîne directement le changement de câblage entre les différents composants ; par contre, en technologie programmée on charge simplement le programme (un jeu d’instructions). Technologie Câblée Technologie programmée Entées
Sorties
Entrées
Sorties Instruction
*critères de choix d’un API : Le choix d’un automate programmable est fonction de la partie commande à programmer. On doit tenir compte plusieurs critères : Nombre d’entrées, nombre de sorties langue utilisée… pour choisir un API on doit consulter les caractéristiques techniques suivantes : -Nombres d’entrées/ sorties. -Temps de traitement. -Nombres d’étapes ou d’instructions. - Nombres de temporisateurs. - Nombres de compteurs. -Capacité de la mémoire (RAM, EPROM…) Etude de la poste de cerclage : La poste de cerclage dans l’usine est commandée par un automate programmable qui possède 80 entrées et 80 sorties. La mémoire utilisée est une mémoire EPROM *Fonctionnement : L’opération de cerclage se fait en deux actions : -Serrage avec fil métallique (SE).
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-Découpage du fil par vérin (D) La rotation de la balle de papier se fait à l’aide d’un moteur (R) d’un angle (θ=П) L’avancement et le retour de la balle se fait à l’aide d’un convoyeur à chaîne entraîner à l’aide d’un moteur à deux sens de rotation (Mar). Notre étude se limitera à une étude de la poste de cerclage (emballage) sans intervenir l’opération de préparation avant le cerclage ni le transport et le stockage après le cerclage.
Graf cet de point de vue système :
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