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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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4. Schémas d’implantation
Les études d’implantation démarrent effectivement en phase de conception. Mais il est recommandé de schématiser les contraintes de procédé au fur et à mesure du développement, au plus tard à la fin de la phase de développement, sur :
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un plan de masse succinct permettant d’avoir une vue d’ensemble du projet, intégrant plus ou moins d’hypothèses en fonction de la connaissance du site ;
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un schéma altimétrique des équipements de procédé permettant de définir la position relative des appareils imposée par le procédé (nature des produits, écoulements gravitaires, gardes hydrauliques, respirations, évents…).
En phase de conception, les études d’implantation permettent d’établir des schémas préliminaires. Elles sont réalisées à partir des schémas procédé de la liste des équipements renseignée, des contraintes de procédé et de sécurité en général.
Les schémas d’implantation sont précisés et détaillés durant cette phase au fur et à mesure de l’avancement des études. Ils sont figés à la phase réalisation durant les études de détail, en fonction des études d’installation de tuyauterie et des données des fournisseurs d’équipements.
Ces schémas sont de plusieurs types :
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le plan de masse (general plot plant) (échelle 1/1000 ou 1/2000) qui permet de visualiser la localisation de l’unité (ou des unités) dans le site d’accueil et l’environnement ;
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le plan d’implantation générale de l’unité (unit plot plant), échelle 1/500) qui donne une vue en plan plus détaillée de l’unité et de l’environnement immédiat (limites d’unité, équipements principaux, structures, bâtiments, voies d’accès…) ;
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des plans d’implantation détaillés (échelle 1/200) avec vues en plan et en élévation.
Les plans d’implantation sont, de plus en plus, complétés par des maquettes virtuelles en 3D, utilisées en particulier pour les études d’installation de tuyauteries et pour générer les isométriques des tuyauteries. Ces maquettes facilitent le dialogue avec l’usine et ses exploitants. Elles peuvent être par la suite...
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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).
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(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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