[PDF] STAGE ASSISTANT INGENIEUR Au cours de l'anné

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Guillaume Lombard

Elève ingénieur ENSAM

STAGE ASSISTANT INGENIEUR

Au sein du groupe

Site de FOS

Département Aciérie - Entretien mécanique

Cellule Etudes Projets

Tuteur industriel : M. Sylvain Noublanche

Tuteur Ensam : M. Jean Colombon

ARCELOR

Stage assistant ingénieur - G. Lombard, Ensam

R

EMERCIEMENTS

Mon stage d'assistant ingénieur de deuxième année s'est déroulé à l'usine Arcelor sur le site de

Fos sur Mer, dans la Cellule Etudes et Projets (CEP) de l'entretien mécanique aciérie (EMA). Je tiens ainsi à remercier le responsable de la CEP, mon tuteur de stage Monsieur Sylvain

Noublanche, pour m'avoir accueilli au sein de son équipe et pour l'attention particulière dont il a

fait part lors de mon stage. Je remercie également les membres de la CEP pour leur disponibilité et leur accueil.

L'intégration au sein de la cellule a été facilitée par leur bonne humeur et le désir de transmettre

leur connaissance des installations qu'ils maitrisent parfaitement. Enfin je remercie l'ensemble du personnel de l'EMA pour leur contribution à mon travail, leurs

conseils et leur écoute, ainsi que toutes les personnes que j'ai pu rencontrer sur les chantiers et

dans les bureaux des différentes zones de l'usine.

ARCELOR

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Sommaire

1. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE 5

1.1. LE GROUPE ARCELOR 5

1.1.1. L'HISTORIQUE 5

1.1.2. L'ACTIVITE DU GROUPE 5

1.1.3. LES CHIFFRES CLEFS DU PREMIER TRIMESTRE 2006 7

1.1.4. ARCELOR DANS LE MONDE 8

1.1.5. LES PERSPECTIVES FUTURES 8

1.2. LE SITE DE FOS 9

1.2.1. PRESENTATION GENERALE 9

1.2.2. LE COEUR DU METIER 10

1.3. LES PONTS ROULANTS 13

1.4. LA CELLULE ETUDE PROJET (EMA CEP) 14

1.5. MON TRAVAIL AU SEIN DE L'EMA CEP 15

2. LES SUJETS REALISES 17

2.1. LA CENTRALE HYDRAULIQUE 17

2.1.1. GENERALITES SUR LA CENTRALE 17

2.1.2. DEFINITION DU SUJET 17

2.1.3. DEROULEMENT DU PROJET 18

2.1.4. CONTENU DU DOCUMENT FINAL 20

2.1.5. ACTIVITES ANNEXES 20

2.1.6. INTERVENTIONS TYPES SUR SITES 22

2.2. LES FREINS 24

2.2.1. GENERALITES SUR LES FREINS 24

2.2.2. DEFINITION DU PROJET 25

2.2.3. DEROULEMENT DU PROJET 25

2.2.4. PARTICULARITE D'UN PROJET BREVETABLE 27

2.3. LE PONT ROULANT 28

2.3.1. GENERALITES SUR LE PONT 28

2.3.2. DEFINITION DU PROJET 28

2.3.3. DEROULEMENT DU PROJET 28

2.4. FOSSES SOUS CONVERTISSEURS (CV) 31

2.4.1. GENERALITES SUR LES FOSSES 31

2.4.2. DEFINITION DU PROJET 31

2.4.3. DEROULEMENT DU PROJET 31

ARCELOR

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2.5. SYSTEME AGELLYS 33

2.5.1. GENERALITES SUR L'ETUDE 33

2.5.2. DEFINITION DU PROJET 33

2.5.3. DEROULEMENT DU PROJET 34

3. TABLE DES FIGURES 37

4. ANNEXES 38

ARCELOR

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1. Présentation de l'entreprise

1.1. Le groupe Arcelor

1.1.1. L'historique

Arcelor est né du rapprochement d'Aceralia, Arbed et Usinor, avec pour objectif de se mobiliser autour d'un projet commun, pour créer un leader mondial dont l'ambition est de s'affirmer comme une valeur de référence dans l'industrie de l'acier. Regroupement officiellement annoncé le 19 février 2001, la fusion est devenue effective le 18

février 2002 avec la cotation en bourse de l'action Arcelor. Le choix du nom Arcelor pour le nouvel

ensemble a été annoncé le 12 décembre 2001.

Figure 1 : Formation d'Arcelor

Employant de nos jours près de 94 000 personnes dans plus de 60 pays, Arcelor est le premier producteur sidérurgique mondial avec une production annuelle d'environ 44 millions de tonnes d'acier et un chiffre d'affaires de plus de 27 milliards d'euros.

1.1.2. L'activité du groupe

Arcelor est l'un des leaders mondiaux industriel dans le secteur de l'acier. Il fabrique des aciers plats carbone, des aciers long au carbone, des aciers inoxydables et regroupe de nombreux services au sein de Arcelor Steel Solutions & Services.

Aciers plats carbone

Arcelor est l'un des premiers producteurs mondiaux d'aciers plats carbone Le portefeuille de produits couvre toute la gamme des aciers plats carbone : brames, plaques,

bobines laminées à chaud, bobines laminées à froid, aciers pré laqués et aciers revêtus métalliques.

ARCELOR

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Ces produits sont utilisés sur les marchés de l'automobile, ainsi que pour des applications telles que

l'électroménager, le bâtiment, le génie civil, la construction mécanique, la transformation et

l'emballage. Le site de Fos est l'une des usines du groupe Arcelor fabricant ce type de produits finis ou semi- finis.

Figure 2 : Parc à brames

Figure 3 : Stock de bobines

Aciers longs au carbone

Dans le domaine des produits longs, Arcelor propose trois catégories de produits : les produits de commodités (produits laminés) : poutrelles légères et moyennes, aciers marchands, ronds à béton et fil machine ;

les produits de spécialités (produits laminés) : palplanches, poutrelles lourdes, profilés spéciaux,

rails et qualités spéciales de fil machine ; o les produits tréfilés : steelcord, hose wire, saw wire, fils en acier au bas carbone.

Les produits longs laminés sont essentiellement utilisés sur les marchés de la construction, de

l'infrastructure et de l'équipement. Les produits tréfilés sont destinés à de multiples utilisations

comme la fabrication de pneus (steelcord), l'agriculture (fils à vigne, toiles soudées), l'industrie

(fils galvanisés pour l'armature de câbles) et la construction (fibres).

Figure 4 : Palplanches

Figure 5 : Stockage des poutres

Aciers inoxydables

Arcelor est l'un des leaders mondiaux, en volume et chiffre d'affaires, dans le secteur des aciers inoxydables. Arcelor produit la quasi-totalité de la gamme des produits inoxydables et des

ARCELOR

Stage assistant ingénieur - G. Lombard, Ensam 7 alliages, cependant une restructuration autour des produits plats est en cours, du fait de la demande industrielle.

Les aciers inoxydables sont utilisés sur quatre marchés privilégiés : le ménager (gros

électroménager et petit équipement ménager), l'automobile (principalement l'échappement), le

bâtiment et le mobilier urbain (façades et équipement), l'industrie (notamment alimentaire, chimique et pétrolière).

Les propriétés de résistance à la corrosion, d'hygiène et d'esthétique font de l'inox un matériau

très attractif répondant aux exigences d'applications innovantes.

Arcelor Steel Solutions & Services

Le secteur Arcelor Steel Solutions & Services (A3S) regroupe toutes les activités aval du Groupe Arcelor. A3S est le plus important client des Secteurs Plats et Longs du Groupe Arcelor et achète

également de l'acier à des tiers.

Grâce à ses nombreuses implantations et ses outils de parachèvement implantés à proximité des

clients, le secteur A3S propose une offre complète de solutions et de services acier au monde des utilisateurs industriels d'acier.

1.1.3. Les chiffres clefs du premier trimestre 2006

Chiffres d'affaires : 9 565 millions d'euros

Figure 6 : Chiffre d'affaires

ARCELOR

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1.1.4. Arcelor dans le monde

Le groupe ARCELOR, outre l'Europe, connaît une forte implantation en Amérique latine et tout particulièrement au Brésil et en Argentine :

Figure 7 : Implantation Arcelor

ARCELOR regroupe pas moins de 96 000 personnes reparties dans 60 pays partout dans le monde. Toutefois, l'Europe, reste un gisement majeur en termes de personnel du fait de l'histoire même du groupe. (77% Union Européenne - 21%Amérique du Sud - 2% reste du Monde). Son implantation mondiale est accentuée par la récente fusion avec le groupe MITTAL.

1.1.5. Les perspectives futures

Évolution des secteurs utilisateurs d'acier

L'ensemble des secteurs utilisateurs d'acier a enregistré en 2005 une croissance forte au niveau mondial, avec cependant des variations importantes selon les zones géographiques. Le secteur de l'automobile a vu sa production augmenter de plus de 11% en Inde, au Brésil, en Chine, de 3,3% aux Etats-Unis et de 3,8% en Russie alors qu'elle baissait de 1,07 % en Europe.

L'activité mécanique a également connu une forte progression dans les pays émergents (+11,2%

en Inde, +29% en Chine) mais aussi aux Etats-Unis (+4,8%) et en Russie (+4%) alors qu'elle enregistrait une légère baisse de -1% en Europe (EU15) ainsi qu'au Brésil.

Dans le travail des métaux, la croissance a particulièrement été forte en Chine (+26%) et en

Turquie (+47%) ; aux Etats-Unis, elle a été de +3,1% et en Europe (EU15) de +1,5%. Le secteur de la construction bénéficie du dynamisme actuel de l'économie mondiale : sa croissance est soutenue avec +4,6% aux Etats-Unis, +9% en Chine, +6,1% en Inde, +7,3% en Russie, mais n'est que de +0,2% en Europe (EU15), ce taux reflétant l'atonie de l'économie européenne.

Enfin, le secteur de l'équipement ménager a également enregistré une croissance forte en 2005 :

+11,1% aux Etats-Unis, +11,2% en Inde, +18,5% en Chine, +12,9% en Turquie, +4,2% en Russie, compensant largement le recul européen (-2,0%). Le développement économique des secteurs utilisateurs d'acier implique une hausse de la production mondiale pour pouvoir suivre la consommation. La consommation apparente

mondiale d'aciers produits finis a enregistré une hausse de l'ordre de 6% et dépasse désormais le

milliard de tonnes.

ARCELOR

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Évolution de la production mondiale d'acier

Au cours de l'année 2005, la production mondiale d'acier brut s'est élevée à 1 129,4 millions de

tonnes, en progression de 5,9% par rapport à 2004, avec des variations importantes d'une région

à l'autre. L'essentiel de cette hausse est le fait des sidérurgistes chinois, dont la production s'est

accrue de 24,6% pour atteindre 349,4 millions de tonnes, soit 31% de la production mondiale, contre 26,3% en 2004. Une hausse de plus faible ampleur est également constatée en Inde

(+16,7%), l'Asie produisant désormais la moitié de l'acier mondial, et ce, malgré la stabilité de

l'apport japonais. Dans le même temps, les sidérurgistes européens et nord-américains diminuaient leurs volumes de production de respectivement 3,6 et 5,3%.

1.2. Le site de FOS

(Annexe 1 : La fabrication de l'acier illustrée)

1.2.1. Présentation générale

La construction de l'usine de Fos sur Mer a démarré en 1970, elle se nommait alors SOLMER

(SOciété de Laminage MERidionale). La production démarre en 1974 et se spécialise dans les

produits plats laminés à chaud. En 1986, l'usine s'intègre dans la nouvelle structure du groupe

Usinor-Sacilor et prend le nom de SOLLAC Fos. En 1999, elle intègre SOLLAC Méditerranée dans la nouvelle organisation d'Usinor. En 2002, elle fait partie intégrante de l'unité opérationnelle SOLLAC Méditerranée dans la nouvelle organisation d'Arcelor.

Sa particularité réside dans ses installations à la pointe de la technologie. En effet avec sa

nouvelle coulée continue verticale courbe et l'unité de dégazage sous vide, le site de Fos fournit

des aciers Ultra Bas Carbone. SOLLAC Fos devient ainsi l'une des usines sidérurgiques les plus modernes d'Europe. De plus, son implantation littorale facilite les transports de matières premières et de produits finis.

Figure 8 : Photo aérienne du site de Fos

ACIERIE

ARCELOR

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Le site de Fos fabrique des aciers plats carbones à partir de minerais et de charbon. Les matières

premières sont déchargées au niveau des quais minéraliers, puis elles passent successivement par

la préparation, la cokerie, les hauts fourneaux, l'aciérie, le laminoir et le finissage pour aboutir à

un produit semi-fini, prêt pour la livraison par bateaux, trains ou camions suivant les clients. A l'entrée des hauts fourneaux, des bandes transporteuses amènent du minerai et du coke pour

récupérer en sortie de la fonte. L'aciérie est chargée de fabriquer un produit semi-fini appelé

brame, elle utilise la fonte liquide qui sort des hauts fourneaux pour élaborer différentes nuances

d'acier et couler un bloc d'acier utilisé par le laminoir comme matière première. Le laminoir

réchauffe les brames issues de l'aciérie pour fabriquer des bobines de tôle de différentes

épaisseurs (de 1 à 16 mm). Certaines bobines sont expédiées directement aux clients et d'autres

subissent une dernière étape appelée le finissage qui consiste à un décapage et parfois à dérouler

les bobines pour fabriquer des tôles de différentes dimensions.

Figure 9 : Site de Fos - Installation

1.2.2. Le coeur du métier

La cokerie et les hauts fourneaux

Avec les 108 fours du site de Fos, Arcelor produit 130 000 tonnes de coke par mois leur servant de combustible dans les hauts fourneaux. La porosité du coke permet aux gaz qui se dégagent des hauts fourneaux de remonter jusqu'en haut de la cheminée pour être évacués.

En sortie des hauts fourneaux, le laitier est séparé de la fonte par gravité et recyclé pour la

fabrication de ciment. La fonte est déversée dans des réservoirs (les wagons poches) pour être

transportée jusqu'à l'aciérie par le réseau ferré interne.

ARCELOR

Stage assistant ingénieur - G. Lombard, Ensam 11 Figure 10 : Fabrication de la fonte - hauts fourneaux

L'aciérie

Le département aciérie est la partie de l'usine Arcelor dans laquelle j'ai effectué mon stage

d'assistant ingénieur. A l'arrivée dans l'aciérie, la fonte subit une désulfurisation. Elle est

réalisée par injection dans la fonte de carbure de calcium transporté par l'air sec ce qui a pour

conséquence de fixer le soufre dans le laitier. La fonte, ainsi traitée, est transvasée dans une

poche de plus grande contenance (300 tonnes de fonte) pour être transportée par un pont roulant

d'une capacité de levage de 505 tonnes jusqu'à l'enfournement.

Figure 11 : Désulfurisation

Figure 12 : Poche à fonte

Figure 13 : Vers le décrassage et l'enfournement

ARCELOR

Stage assistant ingénieur - G. Lombard, Ensam 12 L'enfournement dans les convertisseurs permet la transformation de la fonte en acier, lors de

cette étape, un recyclage des ferrailles est effectué. Avant de couler la fonte dans la poche du

convertisseur, des ferrailles sont introduites. Une lance à oxygène est introduite dans le

convertisseur et injecte de l'O2 dans le métal liquide pour brûler le carbone et ainsi transformer

la fonte en acier, une hotte permet l'extraction des gaz essentiellement constitués de CO dû à une

combustion partielle.

Figure 14 : Convertisseur

L'étape suivante est le traitement en poche qui permet de réaliser les différentes nuances d'acier

qu'Arcelor pourra proposer dans sa gamme de produits. Avant d'effectuer le mélange des éléments d'addition, un échantillon et une étude du matériau est réalisée.

Une fois la nuance d'acier réalisée, le métal liquide est coulé entre des rouleaux refroidis puis

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