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REPUBLIQUE DU SENEGAL UNIVERSITÉ CHEIKH ANTA DIOP ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQU

REPUBLIQUE DU SENEGAL UNIVERSITÉ CHEIKH ANTA DIOP ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Centre de Thiès Département Génie Electromécanique PROJET DE FIN D'ETUDES En vue de l'obtention du Diplôme d'Ingénieur de Conception ETUDE DE L'UTILISATION DU DIESEL OIL DANS LES MOTEURS DIESEL TURBOCOMPRESSEUR AUX ICS PLATE-FORME DAROU Auteur Papa CISS Année Académique: 2002 - 2003 Directeur interne M.Paul DEMBA Co-Directeurs externes M'.Magaye GUEYE M.Fallou DJAGNE DEDICACES Je dédie ce présent travail à ~ Mon père Toute mon affection et ma gratitude vous sont dûment exprimées ~ Ma mère Mère, trouve dans ce modeste travail, mon amour sans cesse grandissante et ma ferme volonté de vous rendre heureuse ~ Ma femme à qui j'exprime toute mon affection ~Ma famille et mes amis pour leurs soutiens sans faille tout au long de mes études ~ L'ensemble de mes camarades de promotion que j'encourage dans le persévérance 1 REMERCIEMENTS Je tiens à remercier et à exprimer toute ma reconnaissance à ~ Monsieur Paul DEMBA, professeur à l'ESP Thiès, mon directeur de projet qui n'a ménagé aucun effort pour me soutenir, m'orienter et me conseiller durant ce projet ; et surtout qui a fait preuve d'une disponibilité inestimable à mon égard. ~ Monsieur Alexandre NGOM, Directeur sites acides plate forme de Darou ~ Monsieur Momath BA, Chef de département maintenance ~ Madame DRAME, responsable de la formation ~ L'ensemble du personnel de l'atelier matériel roulant et surtout à Monsieur Tidiane CAMARA, pour l e u r disponibilité et leur sens de participation à la réussite de mon projet J'accorde une mention spéciale à mes directeurs de projet externes, Messieurs Magaye GUEYE, Chef du bureau technique et entretien et Fallou DIAGNE, Chef de l'atelier matériel roulant, qui n'ont ménagé aucun effort dans la réussite de mon projet et mon intégration au sein du département maintenance . ~ Monsieur Malick SAMB, Ingénieur Grands comptes de la Société TOTALFINAELF ~ Monsieur LINDOR, Responsable du département technique à la SAUDEQUIP ~ Tout ceux , qui de près ou de loin, ont participé à la réussite de ce projet il SOMMAIRE Les combustibles liquides sont des produits dont la combustion en présence d'air permet d'obtenir une production d'énergie thermique dans les brûleurs, les foyers, fours ou chaudières. Ils présentent des spécifications moins sévères que le gasoil notamment en terme de teneur de souffre, d'impuretés et d'indice de cétane entre autres. Ils sont souvent utilisés dans les moteurs diesel comme carburant mais ceci nécessite des moteurs dont le fonctionnement est moins sensible à la qualité du carburant. A cet effet, les lCS qui utilisent le combustible diesel oil comme carburant, misent suri es engins CATERPILLAR et K OMAT' SU équipés de moteurs diesel turbo chargés. Ces derniers présentent des propriétés intrinsèques liées à la suralimentation et aux conditions de travail auxquelles ils sont soumises, dont l'analyse permet de déterminer le degré au fiabilité en terme d'aptitude à réagir favorablement face entre autres au taux de souffre élevé, des impuretés et à la valeur relativement basse de l'indice de cétane du diesel oil. Apres quoi, l'analyse des défaillances que connaissent les moteurs CATERPILLAR et KOMAT'SU à l'aide des informations reçues de la part des techniciens des lCS, de la SAUDEQUIP et des résultats de l'analyse de l'huile moteur, permet de déterminer la part de responsabilité de l'utilisation du diesel oil. Partant de cette situation, les facteurs primordiaux dans l'avènement des dysfonctionnements feront l'objet d'une tentative de solution en fonction des spécificités qu'ils présentent dans le but d'augmenter la disponibilité des engins et de réduire les dépenses de maintenance liées à ces défaillances. L'évaluation financière du gain réalisé sur le prix du diesel oil qui est moins cher que le gasoil, comparée au coût de maintenance induite par la part d'implication du diesel oil sur les défaillances, offre une appréciation de l'ordre de grandeur des dépenses effectuées à cet effet. ru LISTE DES TABLEAUX VI LISTE DES ANNEXES VII INTRODUCTION 1 CHAPITRE 1 3 GENERALITES SUR LA COMBUSTION DANS LE MOTEUR DIESEL 3 1-1 SITUATION DANS LE MOTEUR DIESEL 3 1 - 2 PROCESSUS DE LA COMBUSTION AU SEIN DU MOTEUR DIESEL. 4 1- 2. 1 Le délai d'inflammation 4 1 - 2.1.1 Le délai physique 4 1- 2.1.2 Le délai chimique 5 1 - 2.2 La phase de combustion détonante 8 1 - 2.4 La phase de combustion par diffusion 11 CHAPITRE II: LES CARBURANTS ET LES COMBUSTIBLES 13 2 - 1 LES CARBITRANTS 13 2 - 1.1 Différents types de carburants 14 2 - 2 LES COMBUSTIBLES 14 2 - 3 MECANISMES DE FIXATION DES SPECIFICATIONS 16 2 - 4 CARBURANTS POUR MOTEURS DIESEL. 17 2 - 4.1 Processus d'obtention 18 2 - 4.2 Le gazole 19 2 - 4.2.1 Formulation du gazole 19 2 - 4.2.2 Propriétés physiques 21 2 - 4.2.3 Propriétés chimiques 24 2 - 4.2.3.1 Indice de cétane 24 2 - 4.2.3.2 Pouvoir calorifique 24 2 - 4.2.4 Sécurité d'emploi. Stabilité au stockage 25 2 - 4.2.5 Traitements complémentaires du gazole 26 2 - 4.3 Fuel domestique ou Diesel oil 26 2 - 4.3.1 Schémas de formulation 26 2 - 4 .3.2 Principales spécifications 28 2 - 4.3.3 Propriétés chimiques 30 2 - 4.3.3.1 Indice de cétane 30 2 - 4.3.3.2 Pouvoir calorifique 31 2 - 4.3.4 Coloration et traçage 31 CHAPITRE III: MOTEUR DIESEL TURBOCOMPRESSEUR 32 2 -1 PRESENTATION 32 CHAPITRE IV : COMPORTEMENT DU MOTEUR DIESEL TURBO- 34 COMPRESSEUR FONCTIONNANT AVEC DU DIESEL OIL 34 4 -1 SITUATION DES MOTEURS CATERPILLAR et KOMAT'SU 34 4 - 1.1 La suralimentation 34 4 - 1.1.1 Effet de l' élévation de la température et de la pression 34 4 - 1.1.2 Effet du rendement global élevé 35 4 - 1.1.3 Effet de l'excès d'air dans le cylindre 35 • 1 ~ 1 , 1 IV 1 . 4 - 1.2 Le régime moyen du moteur 36 4 - 1.3 Effet de la pression élevée d'injection 36 4 - 2. LES CONSEQUENCES DE L'UTILISATION DU DIESEL OIL 37 4 - 2.1 Usure avancée de la pompe d'injection 37 4 - 2.1.1 La pompe d'alimentation 38 4 - 2.1.2 Les filtres 38 4 - 2.1.3 La pompe d'injection 38 4 - 2.2 Manque de puissance fréquent 39 4 - 2.2.1 Colmatage du filtre à air. 39 4 - 2.2.2 Encrassement des injecteurs 40 4 - 2.3 La surchauffe 41 4 - 2.3.1 Encrassement du radiateur 42 4 - 2.3.2 Mise au ralenti brutale du moteur 42 4 - 3 USURE DES CYLINDRES ET POLLUTION DE L'HUILE 43 4 - 3.1 Usure des cylindres 43 4 - 3.1.1 Effet des gaz de soufflage 43 4 - 3.1.2 Effet des températures élevées 43 4 - 3.2 Pollution de l'huile moteur 44 4 - 3.2.1 Effet des conditions atmosphériques 44 4 - 3.2.2 Effet des mauvaises combustions 44 CHAPITRE V : EVALUATION ECONOMIQUE 46 5 -1 CALCUL DES COUTS DE DEFAILLANCES RELATIFS 46 5 -1.1 Encrassement des filtres 46 5 - 1.1.1 Calcul de perte d'amortissement.. 46 5 - 1.1.1.1 taux d' amortissement 46 5 - 1.1.1.2 taux d'amortissement horaire 47 5 - 1.1.2 Coût de main-d'œuvre 47 5 - 1.1.3 Coût de rechange 48 5 - 1.1.4 Coût d'arrêt de production 49 5 - 1.2 Encrassement des injecteurs 49 5 - 1.2.1 Calcul de perte d' amortissement. 49 5 - 1.2.2 Coût de main-d'œuvre 50 5 - 1 2.3 Coût de rechange 51 5 - 1.2.4 Coût d'arrêt de production 52 5 - 2 CALCUL DU GAIN SUR LE COUT DU DIESEL OIL. 53 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 56 BIBLIOGRAPHIE 58 ANNEXES 1 59 ANNEXES 2 60 ANNEXES 3 61 V 1 ir : ,1 Il LISTE DES TABLEAUX Tableau 2.1 : Caractéristiques générales des différents types de carburants Tableau 2.2: Caractéristiques de quelques bases utilisables pour la formulation du gazole Tableau 2.3: Spécifications européennes du gazole Tableau 2.4: Pouvoirs calorifiques massique et volumique de différents types de carburants ( valeurs moyennes ) Tableau 2.5 Exemples de caractéristiques de coupes moyennes (LCO) issues du craquage catalytique Tableau 2.6: Spécifications du fuel domestique ou diesel oil Tableau 5.1 : Consommation normale et réelle en filtres Tableau 5.2: Valeurs moyennes d'un filtre de 1996 à 2003 Tableau 5.3: Consommations normales et réelles en injecteurs Tableau 5.4: Valeur moyenne d'un filtre de 1996 à 2003 Tableau 5.5 : Volume de carburant consommé et prix correspondant Tableau 5.6 : Volume de carburant consommé et prix correspondant Tableau 5.7 : Volume de carburant consommé et prix correspondant l " Pages 16 20 22 25 28 30 47 48 50 51 53 54 54 VI lU LISTE DES ANNEXES Annexes 1 : Spécifications des moteurs KüMAT'SU Annexes 2 : Spécifications du fuel, de l'huile moteur et les intervalles de rechanges Annexes 3 : Les résultats de l'analyse des huiles moteur VII INTRODUCTION Les lCS occupent une place de choix dans le concert des grandes entreprises. Elles utilisent deux matières premières principales à savoir le phosphate exploité à taïba et le souffre importé pour produire en continu à la fin d'un processus chimique de fabrication, de l'acide phosphorique vendue à l'extérieur et uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-gm-0051-pdf.pdf