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Auteur(s)
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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
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Lire l’articleINTRODUCTION
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, biochimie, 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, quatre 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.
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Schémas d’implantation
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3. Schéma procédé
Le schéma procédé fait suite au schéma bloc. Il représente de manière symbolique l’ensemble des équipements de procédé, y compris les stockages, avec toutes les lignes de liaisons principales et les alimentations en utilités.
Il est élaboré par un homme de procédé au fur et à mesure de la phase développement de procédé et finalisé à la phase de conception de l’installation. Sa réalisation nécessite la participation des chimistes, biochimistes, physico-chimistes, concepteurs du produit, ainsi que celle de spécialistes de génie chimique et d’ingénierie… afin d’intégrer tous les éléments de faisabilité industrielle tels que sécurité, environnement, corrosion, instrumentation, mécanique…
C’est un outil de dialogue entre R et D, ingénierie, usine, « business », « marketing ».
C’est un support pour réaliser l’implantation, le dimensionnement des appareils, les schémas tuyauterie et instrumentation.
Il sert de base aux estimations des investissements à partir de la liste du matériel principal, estimations plus fiables que celles utilisant les méthodes basées sur le schéma bloc.
C’est un document de référence dans les réunions de validation, en particulier les réunions de sécurité. Il est utilisé pour la formation du personnel d’exploitation avant démarrage et au cours de l’exploitation pour analyser les dérives de procédé (en tant que schéma de référence).
3.1 Contenu d’un schéma procédé
Un schéma procédé comporte sous forme graphique, à l’aide de symboles ou de formes simplifiées :
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tous les appareils du procédé avec leur repère d’identification. Une liste de ces appareils est annexée au schéma, avec pour chacun d’eux les données du prédimensionnement : dimensions princi-pales, matériau, type… ;
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les lignes reliant les appareils et leur repère en liaison avec :
-
dans le cas d’un procédé continu, un tableau de données concernant la nature du flux (état physique, densité, viscosité, débit), les conditions (pression, température…),
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dans le cas d’un fonctionnement discontinu, un diagramme séquentiel d’utilisation...
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Schéma procédé
BIBLIOGRAPHIE
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(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 (1996).
-
(3) - AUSTIN (D.-G.) - Chemical engineering drawing symbols. - George Godwin Limited. Londres (1979).
NORMES
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 1 : principes de base. - NF E 04-202-1 - Août 1996
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 2 : tuyauterie et raccordements. - NF E 04-202-2 - Déc. 1996
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 3 : organes d’entraînement mécanique et de déplacement des fluides. - NF E 04-202-3 - Déc. 1996
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 4 : matériels thermiques. - NF E 04-202-4 - Déc. 1996
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 5 : séparations des produits sans transfert de chaleur. - NF E 04-202-5 - Août 1997
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Tuyauteries, composants de tuyauteries et appareils des processus industriels. Représentation symbolique. Partie 6 : séparation des produits avec transfert de chaleur. - NF E 04-202-6 - Août...
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