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Carte des flux énergétiques et des perspectives d'efficacité énergetique dans une fonderie d'aluminium: Cas d'Aluminium/SOCATRAL

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par Jean-aimé NGOLLO MATEKE
Université de Yaoundé I - DEA de physique option énergétique 2008
  

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CONCLUSION

La recherche des mesures d'économie exige une vision de l'ensemble des composantes du procédé de fabrication et des équipements utilisés. Notre étude nous a permis de ressortir quelques points sur lesquels on peut s'appuyer pour réduire de façon significative la consommation électrique au sein de l'usine. L'atelier d'électrolyse et celui des compresseurs sont en pôle position. Il ne faut non plus négliger les opportunités qu'offrent les secteurs de l'éclairage, du conditionnement, et de la ligne de fusion. Des mesures précises devront être réalisées afin de quantifier de manière complète les économies d'énergie à réaliser.

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

CONCLUSION GENERALE

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

L'énergie est le moteur de l'économie moderne. Extraction et transformation des matières premières, transport et utilisation des produits. Pour toutes nos activités, nous dépendons d'un approvisionnement continu et garanti en énergie. La moindre menace de pénurie pouvant mettre en péril, la prospérité de notre activité. Ainsi instituer une réelle politique de gestion de l'énergie est nécessaire.

La question d'approvisionnement et de consommation d'énergie est une question très importante pour une entreprise comme Alucam/Socatral, qui occupe une grande place dans le paysage industriel Camerounais.

L'objectif de ce mémoire visait à élaborer la carte des flux énergétiques au sein de la fonderie d'Alucam afin d'identifier dans l'usine les secteurs pour lesquels elle connaît des pertes d'énergie. Les résultats de notre étude nous ont permis de tirer plusieurs conclusions à savoir :

V' Le procédé d'électrolyse est gros consommateur d'énergie électrique, il est donc prioritaire d'y appliquer une politique d'économie d'énergie afin d'optimiser cette application ;

V' La réduction de la puissance souscrite permettrait d'importantes économies ;

V' Optimiser le système d'air comprimé en y instituant une réelle politique de gestion dont les détails sont faits au chapitre IV ;

V' Le temps de fonctionnement de l'éclairage des ateliers doit être optimisé ; V' Compenser l'énergie réactive ;

V' Lutter contre les chutes de tension ;

V' Installer les filtres des harmoniques ;

Cette analyse bien qu'elle soit non exhaustive, nous a permis d'identifier le potentiel d'économie d'énergie lié à l'optimisation des opérations des composantes importantes de la chaîne de production. Au vue de tout ceci, nous pouvons donc faire des suggestions suivantes aux dirigeants d'Alucam/Socatral :

V' Faire des mesures ponctuelles et en continu pouvant aller au delà de deux ans et augmenter le nombre de points de mesures pour permettre une quantification plus précise des économies potentielles afin d'éviter le rejet de projets basé sur des estimations trop approximatives ;

V' Prévoir les ressources nécessaires pour l'implantation des mesures ;

Notre ambition pour les deux années à venir est d'aider le groupe Alucam/Socatral à
mettre en place un programme rigoureux d'efficacité énergétique pour exploiter

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

l'énorme gisement d'économies d'énergie que nous avons identifié au cours de notre stage.

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Tableau I.1 :

LES GENERATEURS GR1, GR2 (TURBINES SFAC, ALTERNATEUR SW) :

Vitesse

N

Trs/mn

214

Tension assignée

Ur

kV

5,5

Puissance assignée

Sr

kVA

14200

Puissance active

P

kW

11800

Réactances substransitoires ; direct et en quadrature

X ''d

%

25

X ''q

%

25

Tension d'excitation max/Tension nominale

 
 

220V

Réactance synchrone saturée

Xdsat max

? ou Pu

0,8

Tableau I.2 :

LES GENERATEURS GR3 (TURBINE VEVEY, ALTERNATEUR SECHERON) :

Vitesse

N

Trs/mn

187

Tension assignée

Ur

kV

5,5

Puissance assignée

Sr

kVA

14300

Puissance active

P

kW

12200

Réactances substransitoires ; direct et en quadrature

X ''d

%

25

X ''q

%

25

Tension d'excitation max/Tension nominale

 
 

220V

Réactance synchrone saturée

Xdsat max

? ou Pu

0,8

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Tableau I.3 :

LES GENERATEURS GR4 à GR9 (TURBINE VEVEY, ALTERNATEUR SECHERON) ;

Vitesse

N

Trs/mn

167

Tension assignée

Ur

kV

10 ?3

Puissance assignée

Sr

kVA

24500

Facteur de puissance nominale

cos??

 

0,85

Réactances substransitoires ; direct et en quadrature

X»d

%

25

X ''q

%

25

Tension d'excitation max/Tension nominale

 
 

400/250V

Réactance synchrone saturée

Xdsat max

? ou Pu

0,8

Tableau I.4 :

LES GENERATEURS GR10 à GR14 (Turbine VEVY, Alternateur BREDA) :

Vitesse

N

Trs/mn

167

Tension assignée

Ur

kV

10,3

Puissance assignée

Sr

kVA

29400

Puissance active

P

kW

20800

Réactances substransitoires ; direct et en quadrature

X»d

%

21

X ''q

%

25

Tension d'excitation max/Tension nominale

 
 

400V

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Réactance synchrone saturée

Xdsat max

Pu 0,8

 

La formule qui nous a permis de calculer le taux de croissance puisque le temps est ici une grandeur discrète nous avons utilisé la formule :

Yt= (1 +á)t+1Y0

V' Avec Yt étant la consommation après t années et Y0 la consommation au départ ; V' á le taux de croissance ;

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Tableau II.1 : CONSOMMATION ELECTRIQUE PAR ATELIER (kWh)

 

janv-07

fev-07

mars- 07

avr-07

mai-07

juin-07

juil-07

août- 07

sept- 07

Electro lyse

102

023 465

89

287 591

99 573

949

80

595 284

87

603 636

91

029 027

108

773 159

122

781 096

11

343 925

Aux. électro lyse

911 370

793 861

812 832

852 632

880 532

822 880

810 202

810 220

767 261

Déchar ge

Alumin e

270 417

199 013

246 116

221 232

288 626

269 728

248 780

256 331

246 650

Compr esseurs

1

395 144

1

332 186

1

709 974

1

438 228

1

482 625

1

385 550

1

468 779

1

467 956

422 232

Electro des

343 204

241 218

283 226

348 734

266 148

248 722

409 183

356 649

343 132

Ecla ira ge

Usine

34 000

34 000

34 000

34 000

34 000

34 000

34 000

34 000

34 000

Cond. Bât. Généra ux

25 250

25 250

25 250

25 250

25 250

25 250

25 250

25 250

25 250

Atelier Mécani que

185 277

170 750

171 927

163 260

168 441

157 413

148 654

143 549

144 077

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Atelier Electri que

20 155

13 929

14 433

10 718

12 939

8 213

4 459

2 271

2 497

Stat. Pompa ge

239 383

214 423

221 929

231 595

240 587

224 835

239 666

236 399

237 387

Fonder ie

95 286

81 921

84 533

84 268

87 087

81 385

106 273

124 657

113 754

Fours Junker

150 284

118 023

136 780

140 352

118 719

110 946

142 032

157 285

154 789

Aux. scelle ment

110 946

94 474

100 610

98 570

92 625

86 561

110 692

106 238

109 133

Four à cuire

290 047

248 902

267 654

279 757

275 053

257 044

290 538

245 477

243 790

Captati on

154 839

125 966

133 473

117 051

115 320

107 770

145 821

158 425

147 968

Poste Serem

39 741

45 660

37 611

38 806

37 691

35 223

26 215

22 949

28 244

Socatr al

1

291 000

1

182 000

1

303 000

1

253 000

1

155 000

1

233 000

569 000

732 000

333 000

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Tableau II.2 : CONSOMMATION ELECTRIQUE PAR ATELEIR (kWh)

 

jan v-

08

fev
-08

mar s-

08

avr-

08

mai

-08

juin

-08

juil-

08

aoû t-08

sep t-08

oct-

08

nov

-08

dec

-08

Electro lyse

96

504
603

92

529
793

99

997
361

97

479
380

103
817
447

106
588
597

118
764
842

124
180
844

119
745
469

123
303
804

118
612
914

107
484
956

Aux. électro lyse

789
634

744
476

845
969

852
612

864
920

777
360

825
778

907
642

882
943

905
882

837
999

822
309

Déchar .

Alumin e

221
465

172
944

239
210

246
410

258
212

229
595

282
938

282
001

258
009

253
555

275
664

226
400

Compr esseur s

1

500
184

1

417
565

1

487
119

1

353
835

1

402
218

1

455
854

1

408
130

1

183
251

1

385
358

1

472
479

1

429
267

1

240
129

Electro des

389
846

298
782

398
795

341
415

360
755

390
300

223
177

428
374

403
146

401
988

299
111

324
612

Ecla ira ge

Usine

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

34

000

Cond.B ât.

Génér aux

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

25

250

Atelier

171

160

171

161

170

154

140

155

152

169

171

169

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

Mécan ique

116

285

843

262

995

610

404

220

843

037

072

509

Atelier

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Electri

14

9

14

9

14

7

9

7

6

13

14

13

que

085

443

397

862

034

012

904

273

254

194

067

397

Stat.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Pompa

224

224

258

245

227

234

223

236

226

235

227

232

ge

914

740

389

765

830

840

230

686

402

942

357

733

Fonder

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ie

60

96

100

121

128

114

114

121

124

132

120

88

 

635

410

761

815

263

853

233

714

371

814

521

184

Fours

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Junker

139

135

150

144

163

148

151

163

157

154

153

147

 

326

863

784

553

339

549

041

556

942

636

007

688

Aux.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Scelle

93

87

111

109

104

113

99

117

118

112

111

116

ment

883

405

162

244

902

064

954

755

454

765

208

633

Four à

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

cuire

277

258

281

278

301

289

292

315

288

287

285

288

 

930

812

371

004

902

650

774

370

153

894

196

204

Captati

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

on

115

106

123

138

160

149

200

216

207

206

188

177

 

973

072

799

947

161

746

965

054

546

034

560

239

Centre

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Médic

13

14

12

12

13

12

10

11

11

12

14

14

al

034

033

464

966

764

346

265

606

371

395

117

176

Poste

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Serem

40

43

38

41

41

40

38

40

38

44

46

47

 

725

920

688

060

454

970

957

247

958

133

605

536

Socatr

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

al

1

1

1

1

1

1

570

658

1

1

1

1

 

163

167

303

233

213

143

000

000

134

232

177

229

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

 

000

000

000

000

000

000

 
 

000

000

000

000

Tableau II.3 : CONSOMMATION DE FUEL LOURD DES SECTEURS ELECTRODES (Mj/t)

 

janv-

fev-

mars-

avr-

mai-

juin-

juil-

août-

sept-

oct-

nov-

dec-

janv-

fev-

mars-

a

 

07

07

07

07

07

07

07

07

07

07

07

07

08

08

08

0

Secteur

3006

3087

2939

3056

2882

4050

2907

2677

2783

2520

2727

2563

2572

2586

2566

2

Electrodes

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

CARACTERISTIQUES DU FUEL LOURD

Densité moyenne

PCI moyen 0,887

10003,15 Kcal/kg

Carte de flux énergétiques et perspectives d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier d'alucam/socatral

[1] Jacques Régnier, »la bauxite: de la méditerranée à l'Afrique et au-delà», Cahiers d'histoire de l'aluminium, n°24 été 1999, p15.

[2] Extrait de la revue Ecomine, Décembre 2008

[2] William T. Chouate, John A. S. Green U.S. Energy Requirements for Aluminum Production: Historical perspective, Theoretical Limits and New Opportunities 115p Febuary 2003.

[3] Guide sur l'efficacité Energétique dans les alumineries, Association de l'aluminium du Canada Rncan, PEEIC 54p Avril 1998.

[4] Les possibilités d'amélioration du rendement énergétique dans les fonderies Canadiennes, PEEIC 143p 2003.

[5] Suzanne Savey, les transformations récentes de l'industrie française de l'aluminium Revue géographique alpine, année 1968 volume 56 Numéro 3 p.569-591.

[6] Njomo Donatien, efficacité énergétique (PH430) cours de maîtrise énergétique Université de Yaoundé I, 2006/2007.

[7] Solaz Philippe Contribution à l'étude des perturbations électromagnétiques conduites : Usine d'électrolyse Aluminium Pechiney de Lannemezan.

[8] Aluminium et électricité : Une combinaison gagnante Association de l'aluminium du Canada 12p 2004.

[9] « L'âge de l'aluminium » CCSTI (Centre de culture scientifique Technique et industrielle 28p. Juin 2006.

[10] Analyse de la valeur et de l'efficacité énergétique (Aluminerie de BaieComeau).

[11] Intersections (La compensation de l'énergie réactive) 9p. nov 2006.

[12] Rapport d'activité d'ALUCAM

[13] Véronique Ferlay-FERRAND, Claude Picard, Claude Prin CEREN Approche toxicologique des fumées.

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La Quadrature du Net