Présenté par:

M. BARSSA Marouan

Ecole Nationale des Sciences Appliquées de Tétouan

Projet de Fin d’EtudesPour l’obtention du diplôme d’ingénieur

d’état En Mécatronique Fiabilisation et résolution de

problèmes de la chambre à combustion SAACKESoutenu devant les membres de jury:

Pr A. BENKADDOUR : Président Pr M. SANBI : ExaminateurPr H. SEGHIOUER : Encadrant à l’ENSAPr A. HAJJAJI : Membre

Soutenu le: 19/06/2014

Sous le thème

2

PLAN

Introduction1

Contexte général2

Etude AMDEC3

Méthode de résolution de problèmes4Politique de maintenance & Estimation du

gain 5

Conclusion 6

3

Introduction

Contexte général

Etude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

OCP: Office Chérifien des Phosphates;Date de création: Le 07 août 1920; Statut juridique: S.A. Société Anonyme à partir de 2008; Chiffre d’affaire: 8,6 milliard de dollars en 2013.

4

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Site d’extraction

Khouribgha Youssoufia Bengurir Boucraà

Pole d’exploitation

Pole de Jorf Lasfar Pole de Safi

Organisme d’accueil

5

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Organisme d’accueil

Pole de Safi

Infrastructure portuaire Maroc Chimie Maroc

Phosphore IMaroc

Phosphore II

L’acide phosphorique

L’acide sulfurique

Les engrais: TSP

Les compléments alimentaires: MCP

Service génie civil

Service gestion de stock et approvisionnement

Service d’optimisation et d’externalisation

Service électrique et régulation

Service mécanique

6

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Processus de production

7

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Le manque à gagner

Le système de chauffage intitulé «La chambre à combustion »

La chambre à combustion a connu durant l’année 2013: 88h d’arrêts Une production de 60% de la capacité globale donne un flux de 15t/h

Le prix du MCP est évalué à 5000dh/t

On finit avec un manque à gagner de:

6600000dh

8

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Présentation du système

9

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Présentation du système

Brûleur (coupelle rotative )

Circuit d’air de dilution

Allumeur de la petite flamme

Viseur de flamme

Circuit d’air de combustion

Circuit fuel

10

Introduction

Contexte général

Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

L’automatisation de la chambre à combustion:

Schneider TSX57 Se@vis ECO

Les boucles de régulation de la chambre à combustion:

Boucle de régulation du rapport air/fuel Boucle de régulation de la dépression de la chambre Boucle de régulation de la température de la chambre Boucle de régulation de la température de fuel

Présentation du système

11

Initiation Analyse fonctionnelle

Analyse AMDEC

Synthèse

Définition du problème étudié et

la formation d’équipe de travail

La maitrise du système

Evaluation de la criticité

Détermination des éléments

critiques

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

12

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Le problème majeur

Pareto pour la fréquence des arrêts Pareto pour la durée des arrêts

Le refus d’allumage

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Analyse fonctionnelle

13

Analyse du besoinA qui ? Sur quoi ?

Pourquoi faire ?

Chambre à combustio

n

Complément alimentaire

MCP

Chauffage du produit (MCP)

Rapport air/fuel

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Analyse fonctionnelle

14

Analyse des fonctions de service

Chambre à combustion

Circuit d’air

Viseur de flamme

Brûleur

Circuit fuel

Allumeur de la petite

flamme

Automate programmabl

e

FC 1

FC 6

FC 5

FC 4

FC 3FC 2

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Analyse fonctionnelle

15

Analyse des fonctionnes techniques

Générer une masse de chaleur

Brûleur

Circuit d’air

Circuit fuel

Coupelle rotative

Allumeur de la petite flamme

Contrôle de flamme

Moteur électrique

Pulvérisateur

Gaz de propane

Transfo d’allumage

Viseur de flamme

Détecteur de flamme

Ventilateur d’air

Régulation d’air

Moteur électrique

Turbine

Filtre

Volet de régulation

Instruments de mesure

Température de fuel

Débit et pression de fuel

Régulation de fuel

Echangeur Vapeur/fuel

Câble de traçage

Pompe de fuel

Vanne régulatrice

Instruments de mesure

Deux vannes de sécurité

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Tableau AMDEC

AMDEC-Moyen Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leurs Criticités Service électrique & régulation Système: Chambre à combustion Phase de fonctionnement : Démarrage

Secteur: Engrais (Compléments alimentaire )

Elément Fonction Mode de défaillance Cause Effet Détection Criticité

G F D C

Coupelle rotative Pulvériser le fuel Mauvaise pulvérisation Usure Refus d’allumage IHM 4 2 2 16

Viseur de flamme Détecter la présence de la flamme

Mauvaise détection de la flamme

Problème du photocellule

Refus d’allumage IHM 4 2 1 8

Vanne régulatrice Réguler le débit de fuel Mauvaise position Blocage Refus d’allumage IHM 4 3 1 12

Volet de régulation Réguler le débit d’air Mauvaise position Blocage Refus d’allumage IHM 4 2 1 8

16

Introduction Contexte généralEtude AMDEC

Méthode de résolution de problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Synthèse

17

• La coupelle rotative• La vanne régulatrice de fuel• Le viseur de flamme • Les volets d’air de combustion et d’air primaire

18

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

La méthode

19

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Reformulation du phénomène (QQOQCP)

Catégorie 10

5

10

15

20

25

Poste 1 Poste 2 Poste 3

• Quoi ? • Quand ? • où ? • Qui ?

20

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Reformulation du phénomène

• Comment ? • Par quelle manière?

D'où provient la mauvaise combustion?

21

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Les écarts de fonctionnement

N° Condition de fonctionnement

Valeur tolérées Valeurs mesurées

Evaluation

1 

Température de fuel entrée bruleur

80°C à 110 °C 77°C X

2 

Température de fuel entrée réchauffeur

80°C à 110°C 100° V

3 Débit d’air de combustion

12146 10265 X

4 

Pression de fuel 2 à 4bar 5.9 bar X

6 Position d’allumage vanne de fuel

21% 21% V

7 

Position d’allumage volet d’air primaire

35% 36% V

8 Position d’allumage volet d’air de combustion

10% 11% V

9 

Position de balayage volet d’air primaire

100% 96% V

12 

Température de la vapeur 100 °C 90 °C V

15 

Rapport air fuel 15 9.17 X

17 

Pression de gaz de propane

10 à 40 mbar 30 mbar V

18 

Etat des filtres Encrassés X

19 

Etat de l’accrocheur de flamme

Encrassé X

Chute de température de fuel

Chute de débit d’air de combustion

Rapport air/fuel n’est pas respecté

Surpression de fuel

Problème de la poussière encrassée

22

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

L’analyse 5 Pourquoi

23

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Les causes racines

• Manque de maintenance systématique 

• Le milieu très poussiéreux 

• Pompe de fuel surdimensionnée 

• Problème dans la régulation PID 

• Le conduit d’air de combustion est inaccessible pour le nettoyage  

• Absence d’une check-list de démarrage

24

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Propositions

• Installation d’un régulateur de pression• Changement de la pompe de fuel• Agir sur le PID• Elaboration d’un plan de maintenance préventive• Elaboration d’une check-list de démarrage• Création d’une porte de nettoyage sur le conduit d’air de combustion

25

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Actions et contre-mesures

Choix des solutions:

• Matrice de priorisation • Matrice de décision

Les solutions retenues:

• Elaboration d’une check-list de démarrage• Elaboration d’un plan de maintenance préventive• Installation d’un régulateur de pression• Création d’une porte de nettoyage sur le conduit d’air de combustion

26

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

La check-list de démarrage

• Le brûleur • Circuit fuel• Circuit d’air de combustion

27

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

Régulateur de pression

• Une pression de sortie dans la plage de 2bar à 4bar• Un diamètre nominal de 50mm• Résister à une température de fuel qui peut atteindre les 100°C• N’impacter pas le débit de fonctionnement de la chambre à la

charge maximale qui est de 1458kg/h

SAMSON 44-8 (VDS)

Les critères de choix:

28

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

Régulateur de pression

29

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

Régulateur de pression

30

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

Porte de nettoyage dans le conduit d’air:

31

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmes

Politique de maintenance & Estimation du gain

Conclusion

Présentation des solutions

Porte de nettoyage dans le conduit d’air:

de combustionVers le brûleur

32

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain

Conclusion

Politique de maintenance

Les indicateurs de maintenance:

Soit

Le temps moyen entre deux défaillances:

Le temps moyen de réparation:

𝑀𝑇𝑇𝑅=1.87h

La périodicité de la maintenance:

T=k.MTBF

0.5<k<1 On prend une valeur de k=0,8

T=6.144 jour

33

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain

Conclusion

Politique de maintenance

• Les éléments critiques de la méthode AMDEC• Les indicateurs de maintenance• Les recommandations du constructeur• Le retour d’expérience de l’équipe de maintenance

Plan de maintenance préventive:

34

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain

Conclusion

Politique de maintenance

Plan de maintenance préventive: (exemple de la première page du document)

35

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain

Conclusion

Estimation du gain

Le cout d’investissement pour l’installation du régulateur de pression est de 9335,84dh

En fin de compte:

2480844.16dh

Le refus d’allumage 55% des arrêts 3630000dh

Le plan de maintenance préventive Réduction du problème de 41% Un gain de 1742400dh

Régulateur de pression Réduction du problème de 50% Un gain de 1815000dh

On suppose que l’efficacité des solutions est de 70%:

2490180dh

36

Introduction Contexte général Etude AMDECMéthode de résolution de

problèmesPolitique de maintenance

& Estimation du gain Conclusion

Etude détaillé du système

Détermination des éléments critiques

Détermination des causes racines du refus d’allumage

Proposition des solutions

Instauration d’une politique de maintenance

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