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Départements : Génie Mécanique & Productique - Génie Electrique

Filière : Génie Industriel

Mémoire de fin d"études en vue de l"obtention du diplôme d"Ingénieur en Génie Industriel

N0 d"ordre17/07

Rédigé et présenté par

: ABOUBACAR Djabir Salim

Directeur de mémoire

: Monsieur RANARIJAONA Jean Désiré

Maître de conférence

Date de soutenance : 12 Avril 2008

Promotion 2007

ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE

INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE

CONSERVATION D"UN HOTEL 3

CONSERVATION D"UN HOTEL 3CONSERVATION D"UN HOTEL 3CONSERVATION D"UN HOTEL 3----4 ETOILES 4 ETOILES 4 ETOILES 4 ETOILES

TYPE GALAWA BEACH

TYPE GALAWA BEACH TYPE GALAWA BEACH TYPE GALAWA BEACH

A LA GRANDE COMORE

A LA GRANDE COMOREA LA GRANDE COMOREA LA GRANDE COMORE

UNIVERSITE D"ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

Départements : Génie Mécanique & Productique - Génie Electrique

Filière : Génie Industriel

Mémoire de fin d"études en vue de l"obtention du diplôme d"Ingénieur en Génie Industriel

N0 d"ordre17/07

Rédigé et présenté par

: ABOUBACAR Djabir Salim

Devant les membres du jury :

Président : Monsieur RANDRIAMORASATA Josoa Albert, Professeur à l"ESPA. Examinateurs : - Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, Enseignant à l"ESPA. - Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina, Maître de conférence à l"ESPA. - Monsieur ANDRIAMANALINA William Alphonse, Enseignant à l"ESPA. Rapporteur : Monsieur RANARIJAONA Jean Désiré, Maître de conférence à l"ESPA.

Date de soutenance :12 Avril 2008

ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE ETUDE ET CONCEPTION D"UNE

INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE INSTALLATION FRIGORIFIQUE DE

CONSERVATION D"UN HOTEL

CONSERVATION D"UN HOTEL CONSERVATION D"UN HOTEL CONSERVATION D"UN HOTEL 3333----4444 ETOILES ETOILES ETOILES ETOILES

TYPE GALAWA BEACH

TYPE GALAWA BEACH TYPE GALAWA BEACH TYPE GALAWA BEACH

A LA GRANDE COMORE

A LA GRANDE COMOREA LA GRANDE COMOREA LA GRANDE COMORE

UNIVERSITE D"ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

REMERCIEMENTS

Dieu est Grand, tous mes sincères et vifs remerciements à la sagesse de l"être suprême durant les 5 ans d"études d"Ingénieur au sein de l"Ecole Supérieure

Polytechnique d"Antananarivo (ESPA).

A cette occasion, je tiens aussi à exprimer ma gratitude et ma reconnaissance à : ❖ Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l"ESPA, de sa grande responsabilité. ❖ Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, Chef de Département Génie Mécanique et Productique, pour la bonne formation que j"ai eu au sein de son Département, qui ensuite m"a autorisé à soutenir et reste aussi examinateur de ce mémoire. ❖ Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon, Chef de Département Génie Electrique, pour la meilleure formation que j"ai eu au sein de son

Département et pour ses précieux conseils.

❖ Monsieur RANDRIAMORASATA Josoa, Professeur à l"ESPA, d"avoir accepté de présider ce mémoire. ❖ Monsieur RANARIJOANA Jean Désiré, Maître de conférence à l"ESPA, Directeur de ce mémoire, qui a accepté avec un coeur ouvert de m"encadrer ; grâce à lui, ce mémoire a pris les bonnes directions. ❖ Monsieur RANAIVOSON ANDRIAMBALA Hariniaina, et Monsieur ANDRIAMANALINA William Alphonse d"avoir accepté d"être parmi les membres du jury. ❖ Le corps Enseignants et le personnel administratif de l"ESPA, en particulier celui de la filière Génie Industriel, qui laisse à jamais leurs grandes traces indélébiles à ma formation. J"adresse en fin mes chaleureux remerciements à : ❖ Mes très chers parents et toute ma famille qui n"ont cessé de me soutenir tout au long de mes études. ❖ Tous mes proches à Madagascar, amis et camarades à l"ESPA. Tous les mérites à mon père Djabir Salim et ma grand-mère Mkaya Mdohoma.

TABLE DES MATIERES

PARTIE I : CADRE GENERAL DU SUJET

Chapitre 1 : RAPPELS DES PRINCIPES DE CONSERVATION ALIMENTAIRE..3

I. Généralités.......................................................................................3

II. Les techniques de conservation des aliments...............................................3 III. Les techniques de conservation par le froid................................................3 Chapitre 2 : DESCRIPTION DU PROJET.....................................................5

I. Description du projet............................................................................5

I.1. Les chambres froides positives.............................................................7 I.2. Les chambres froides négatives............................................................7 I.3. La salle de traitements frigorifiques.......................................................7 Chapitre 3 : PRINCIPES DE PRODUCTION DU FROID.................................8

I. Généralités........................................................................................8

II. Les modes de transfert thermique.............................................................8

II.1. Conduction...................................................................................8

II.2. Convection...................................................................................10

II.3. Rayonnement.................................................................................10

III. Les moyens de production du froid............................................................10

IV. Schéma général d"une installation frigorifique..............................................11

IV.1. Constitution.................................................................................11

IV.2. Définition des quatre principaux organes du circuit frigorifique.....................12

PARTIE II : CALCULS ET DIMENSIONNEMENTS DE

L"INSTALLATION FRIGORIFIQUE

Chapitre 1 : BILAN FRIGORIFIQUE DES CHAMBRES FROIDES......................20 I. Méthodes de calcul des charges thermiques.................................................20

I.1. Généralités....................................................................................20

I.2. Charges thermiques externes...............................................................20 I.2.1. Charge thermique par transmission à travers les parois..............................21 I.2.2. Charge thermique due au renouvellement d"air........................................23 I.2.3. Charge thermique due à l"ouverture des portes........................................23 I.3. Charges thermiques internes................................................................25 I.3.1. Charge thermique due aux denrées entrantes...........................................25

I.3.2. Charge thermique due à la respiration des denrées................................... 26

I.3.3. Charge thermique due à l"éclairage......................................................26

I.3.4. Charge thermique due aux personnes...................................................27 I.3.5. Charge thermique due aux moteurs des ventilateurs des évaporateurs.............27 I.3.6. Charge thermique due aux résistances de dégivrage..................................28

II. Applications et Interprétation des résultats...................................................29

II.1. Calculs des charges thermiques externes................................................29 II.1.1. Calcul de charge thermique par transmission à travers les parois..................33 II.1.2. Calcul de charge thermique due au renouvellement d"air...........................36 II.1.3. Calcul de charge thermique due à l"ouverture des portes...........................37 II.2. Calculs des charges thermiques internes.................................................39 II.2.1. Calcul de charge thermique due aux denrées entrantes..............................39 II.2.2. Calcul de charge thermique due à la respiration des denrées........................40

II.2.3. Calcul de charge thermique due à l"éclairage.........................................40

II.2.4. Calcul de charge thermique due aux personnes.......................................41

II.2.5. Puissance frigorifique intermédiaire de l"évaporateur...............................41

II.3. Contrôle des puissances frigorifiques effectives.........................................42

II.3.1. Les chambres froides positives..........................................................42

II.3.2. Les chambres froides négatives..........................................................43

II.3.3. Calcul de charge thermique due aux moteurs des ventilateurs des évaporateurs.43 II.3.4. Calcul de charge thermique due aux résistances de dégivrage......................44 II.3.5. Calcul des puissances frigorifiques effectives.........................................44 Chapitre 2 : SELECTION ET DIMENSIONNEMENT DES COMPOSANTS DE

L"INSTALLATION

I. Sélection des composants.......................................................................46

I.1. Sélection des composants des chambres froides positives CF1, CF2, CF3...........46

I.1.1. Les évaporateurs............................................................................46

I.1.2. Les compresseurs...........................................................................49

I.1.3. Les condenseurs.............................................................................51

II. Dimensionnement des tuyauteries.............................................................54 II.1. Tuyauterie commune.........................................................................54 II.2. Tuyauterie propre à chaque chambre froide..............................................55

II.3. Caractéristiques des tuyauteries............................................................56

III. Choix des détendeurs...........................................................................58

IV. Schéma fluidique.................................................................................65

Chapitre 3 : DIMENSIONNEMENT DU CLIMATISEUR DE LA SALLE DE

TRAITEMENTS FRIGORIFIQUES

I. Généralités....................................................................................66

II. Principe de fonctionnement.................................................................66

III. Classification et les différents types de climatiseurs.....................................68 III.1. Classifications............................................................................68 III.2. Les différents types de climatiseurs...................................................69 IV. Bilan thermique de climatisation de la salle de traitements frigorifiques.............72 IV.1. Les climats intérieurs de type industriel ..............................................73 IV.2. Les conditions extérieures de base....................................................73 IV.2.1. Température sèche extérieure de base...........................................73 IV.2.2. Degré hygrométrique extérieure de base .......................................74 IV.2.2.1. Corrections des conditions extérieures de base ........................75

IV.3. Données intérieures de base............................................................75

IV.4. Les charges dues à l"environnement du local.........................................75 IV.4.1. Charges dues à l"environnement intérieur ......................................76 IV.4.1.1. Apports dus aux occupants................................................76 IV.4.1.2. Apports dus aux machines électriques ...................................78 IV.4.1.3. Apports dus à l"éclairage .................................................79 IV.4.1.4. Apports dus aux denrées entrantes .......................................80 IV.4.1.5. Apports dus à la respiration des denrées.................................81 IV.4.2. Charges dues à l"environnement extérieur ......................................81 I V.4.2.1. Apports par renouvellement d"air et infiltration ........................81 IV.2.2. Apports dus aux vitrages......................................................82 IV.2.3. Apports par les parois extérieures ................................................84 IV.2.3.1. Apports dus à la chaleur du rayonnement solaire sur les murs .......84 IV.2.3.2. Apports par transmission à travers les parois...........................84 PARTIE III : DOCUMENT D"EXPLOITATION ET MAINTENANCE Chapitre 1 : LES OPERATIONS DE MISE EN SERVICE...............................................89 I. Le matériel de mise en service.............................................................89 II. Recherche des fuites........................................................................90

II.1. Installation neuve ou rénovation...........................................................90

II.2. Installation déjà en service ou préchargée................................................91

II.3. Méthodes et moyens utilisés...............................................................92

II.4. Mise en oeuvre ..............................................................................92

III. Mise sous vide d"une installation.........................................................93 IV. Cassage du vide..............................................................................94 V. Mise sous vide partielle après intervention.............................................95 VI. Charge en fluide frigorigène...............................................................95

VI.1. Charge en liquide...........................................................................95

VI.2. Compléments de charge en fluide frigorigène .........................................97 VII. Vérification de bon fonctionnement de l"installation .................................98

VIII. Brasage......................................................................................100

IX. Soutirage et complément d"huile........................................................101

Chapitre 2 : LES PANNES FRIGORIFIQUES.................................................................104

I. Panne du détendeur " trop petit »........................................................104

II. Panne du manque de charge..............................................................106

III. Panne de la pré-détente ou Flash-Gas...................................................107

IV. Panne de l"évaporateur " trop petit »...................................................108

V. Panne du compresseur " trop petit »....................................................110 VI. Panne de l"excès de charge ..............................................................111 VII. Pannes des incondensables...............................................................113 VIII. Panne du condenseur " trop petit ».....................................................114 IX. Synthèse des pannes frigorifiques.......................................................116

Chapitre 3 : MAINTENANCE............................................................................................117

I. Analyse du lubrifiant en laboratoire.....................................................117

I.1. Procédure.................................................................................117

I.2. Eléments analysés........................................................................118

I.3 Résultats...................................................................................118

I.4. Tests d"analyses rapides................................................................118

II. Analyse du lubrifiant sur site..............................................................120

II.1. Procédure..................................................................................120

III. Analyse vibratoire...........................................................................121

IV. Organigramme de maintenance............................................................122

PARTIE IV : ETUDES ECONOMIQUE ET D"IMPACT

ENVIRONNEMENTAL

Chapitre 1 : EVALUATION FINANCIERE DE L"INSTALLATION.....................123 I. Cadre logique..............................................................................123

II. Coût du projet ............................................................................125

III. Rentabilité du projet.......................................................................125

III.1. Taux de Rentabilité Interne (TRI).....................................................125 III.2. Valeur Actuelle Nette (VAN).........................................................126

III.3. Indice de Profitabilité (IP)..............................................................126

III.4. Temps de remboursement..............................................................127 Chapitre 2 : PROTECTION DE L"ENVIRONNEMENT...........................128 I. Impacts négatifs...........................................................................129 II. Impacts positifs.............................................................................134 III. Mesures prises..............................................................................134

ANNEXES

LISTE DES TABLEAUX

Tableau n°1

: Résistances thermiques des parois des chambres froides

Tableau n°2

: Coefficient de transmission thermique k d"une paroi type sandwich composée d"une âme en mousse rigide de polyuréthane et de deux revêtements métalliques

Tableau n°3

: Différentes couches de matériaux constituant le sol et ses caractéristiques

Tableau n°4

: Coefficient d"occupation du sol d"une chambre froide

Tableau n°5

: Durée moyenne de transit de différents types de marchandises entreposées en chambre froide

Tableau n°6

: Quantité de chaleur dégagée par unité de temps par une personne en activité moyenne dans une chambre froide

Tableau n°7

: Nombre et durée des périodes de dégivrage à prévoir pour différentes chambres froides et meubles frigorifiques

Tableau n°8

: Données pour CF1

Tableau n°9

: Données pour CF2

Tableau n°10

: Données pour CF3

Tableau n°11

: Données pour CF4

Tableau n°12

: Données pour CF5

Tableau n°13

: Données pour CF6

Tableau n°14

: Charge thermique par transmission à travers les parois de CF1

Tableau n°15

: Charge thermique par transmission à travers les parois de CF2quotesdbs_dbs4.pdfusesText_8