Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’objectif de cet article est de fournir les informations nécessaires à l’élaboration des schémas de procédé. Selon l’étape de développement ou d’industrialisation du procédé, plusieurs schémas et plans sont utilisés. Parmi eux, le schéma de procédé est primordial car il décrit l’enchaînement des opérations unitaires qui constitue le procédé: sont donc représentés les flux de matière, les équipements principaux, les boucles de régulation principales et les conditions opératoires. Les symboles graphiques des équipements courants sont fournis dans cet article.
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Michel AUROY : Société Française du Génie des Procédés - Ancien directeur des relations industrielles et du développement de la société Rhône Poulenc Industrialisation
INTRODUCTION
La description d’un procédé, d’un équipement ou d’une installation à l’aide de schémas utilise un langage graphique symbolique, qui doit être commun et universel pour être compris de tous.
Le langage des schémas doit être commun aux différents métiers scientifiques qui contribuent à la conception et au développement du procédé : chimie, bio-chimie, physico-chimie, génie chimique, instrumentation, mécanique... mais aussi à tous les acteurs de l’entreprise, quels que soient leurs activités ou leur niveau d’exécution et de décision.
Le langage des schémas doit être universel. Les symboles graphiques, même s’il n’existe pas de norme internationale unique, doivent être suffisamment clairs et proches les uns des autres pour être utilisés et compris par tous les métiers, recherche, ingénierie, production, fabrication d’équipements... quelle que soit la langue parlée d’origine.
Les schémas sont en effet au cœur des méthodes de conception, de dimensionnement et de réalisation. Ils font partie intégrante du processus d’industrialisation, du laboratoire à l’usine, de la conception à l’exploitation et doivent être les outils employés par tous les intervenants. La qualité de cette activité est un des facteurs clés de succès à l’industrialisation.
L’objet de cet article est d’essayer d’initier chacun au langage des schémas et de proposer une méthode d’élaboration.
Après une brève présentation du processus d’industrialisation d’un produit et du procédé pour l’obtenir, afin de se placer dans le contexte industriel, deux ensembles de schémas sont analysés :
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le schéma bloc ou schéma fonctionnel (en anglais « block diagram » et en allemand « Grundfließbild »). Il permet de décrire les étapes chimiques et physiques du procédé et les flux matières et thermiques depuis les matières premières jusqu’au produit fini ;
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le schéma procédé ou schéma de circulation ou schéma des conditions opératoires (« process flowsheet » - « Verfahrenfließbild ») ;
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les schémas d’implantation ;
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le schéma tuyauterie et instrumentation ou schéma de construction (« piping and instrumentation diagram » ou « mechanical flowsheet » - « Rohrleitungs und Instrumentationfließbild ») avec les fiches de spécification des matériels.
Ils précèdent les schémas d’implantation et les schémas tuyauterie et instrumentation avec les fiches de spécification
Pour plus de détails sur ces deux derniers schémas et sur ces fiches de spécification, le lecteur pourra consulter dans le traité « L’entreprise industrielle » des Techniques de l’Ingénieur l’article AG 3 200, référence [4].
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de févr. 2016 par Fabrice GIROUDIERE
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Symboles graphiques4. Contribution au processus d’industrialisation
L’élaboration des schémas est une activité importante dans le processus d’industrialisation d’un procédé. Ils doivent être au rendez-vous des jalons reliant les phases (figure 10).
L’élaboration des schémas au cours du processus d’industrialisation ne peut se faire par un homme seul. Elle nécessite une méthodologie systématique impliquant des métiers et disciplines nombreux et différents. La qualité du travail ne peut être obtenue que par une équipe, où chacun s’approprie le contenu.
Le passage du schéma bloc, essentiellement fonctionnel, au schéma procédé (schéma descriptif) est un des points clés pour l’ajustement entre la fonction à assurer et la solution réalisable industriellement.
L’élaboration définitive de la voie d’accès et la réponse industrielle donnée s’opèrent simultanément en interaction étroite (réduction progressive des voies alternatives, fixation de plus en plus grande de paramètres) au fur et à mesure que les incertitudes sont levées.
Schéma bloc et schéma procédé sont de véritables indicateurs de mesure de qualité. Par exemple, la mesure de l’état d’avancement du schéma procédé au moment de prendre la décision de passer en phase de conception de l’unité :
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à plus de 80 % d’avancement du schéma, il est possible de dire oui, à condition de vérifier si les 20 % restant à faire ne cachent pas de difficulté majeure. Le début de la phase de conception aura pour objectif de finaliser au plus vite le schéma ;
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à moins de 50 % d’avancement, on prend un risque très important à passer en phase de conception de l’unité. Cela traduit une connaissance insuffisante du procédé pouvant entraîner des modifications importantes à la réalisation et au démarrage, et des délais de mise au point incompatibles avec les attentes des clients potentiels.
Les schémas sont des documents de conception et de référence, sur lesquels vont s’appuyer les métiers qui vont définir et réaliser l’installation et sur lesquels s’appuient les fabricants pour assurer la formation du personnel, établir les consignes, veiller aux dérives, assurer la maintenance.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COOPER (R.-G.) - Winning at new products. - 2e édition : Accelerating the process from idea to launch. Addison - Wesley Publishing Company (1997).
-
(2) - VANDAMME (M.-N) - Coûts des investissements industriels. Méthode d’estimation. - A 8 070. Techniques de l’Ingénieur. Traité l’Entreprise industrielle, vol. AG 3 (1996).
-
(3) - AUSTIN (D.-G.) - Chemical engineering drawing symbols. - George Godwin Limited. Londres (1979).
-
(4) - AUROY (M.) - Processus d’industrialisation. Schémas en industrie de process. - AG 3 200, Doc. AG 3 200 (10-1999) Traité L’entreprise industrielle. Techniques de l’Ingénieur. Paris.
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