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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

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DEPARTEMENTS : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE – GENIE ELECTRIQUE

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur en Génie industriel

N° d’ordre :..../.....

Intitulé :

CONTRIBUTION A L’ETUDE ET A LA CONCEPTION

D’UNE CENTRALE FRIGORIFIQUE A SYSTEME NOYE

POUR UNE USINE DE TRAITEMENT DE THON

Présenté et soutenu par : RAKOTONARIVO Vonifanjasoa Tolojanahary Directeur de mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

Maitre de conférences

Date de soutenance : 20 Février 2010

PROMOTION 2009

UNIVERSITE D’ ANTANANARIVO

��Mémoire de fin d’études

en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur en Génie industriel

N° d’ordre :...../.....

Intitulé :

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Présenté et soutenu par : RAKOTONARIVO Vonifanjasoa Tolojanahary

Président de Jury : Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, Chef de

département Génie mécanique et productique, Enseignant à l’ESPA

Examinateurs :

- Madame RATSIMBAZAFY Lantoharisoa, Maître de conférences à l’ESPA

- Monsieur ANDRIAMANALINA William Alphonse, Enseignant à l’ESPA

- Monsieur RANDRIAMANAMPISOA Falimanana, Chargé d’affaires auprès de la

Société Malgache d’Equipements Frigorifiques

Directeur de mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

Maitre de conférences à l’ESPA

PROMOTION 2009

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Gloire à Dieu tout puissant de m’avoir donné la force et la santé, sans qui, je ne

pourrai jamais accomplir ce travail de mémoire.

J’adresse également mes sincères remerciements à :

Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo

Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, à la fois Chef du département

Génie mécanique et productique, et Président du Jury de ce présent mémoire.

Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon, chef du département Génie électrique

pour la formation reçue durant les cinq années d’études ;

Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina, Directeur de ce mémoire

qui, malgré ses lourdes responsabilités, a bien voulu partagé ses connaissances, et

m’a apporté sa précieuse aide. Tous mes remerciements;

Monsieur RANDRIAMANAMPISOA Falimanana, chargé d’affaires auprès de

la Société Malgache d’Equipements Frigorifiques, membre du Jury, je tiens à lui

exprimer ma gratitude pour son encadrement.

Madame RATSIMBAZAFY Lantoharisoa, maitre de conférences à l’ESPA,

membre du Jury,

Monsieur ANDRIAMANALINA William, enseignant à l’ESPA, membre du

Jury.

J’adresse aussi mes chaleureux remerciements à mon mari pour son

soutien bienveillant et son encouragement, à mon enfant pour sa compréhension,

sans oublier mes parents pour leur soutien moral durant mes années d’études, ainsi

qu’à tous les membres de la famille.

Que la grâce de Dieu vous illumine tout au long de votre vie.

SOMMAIRE

INTRODUCTION

Partie 1 : CONTEXTE GENERALE

Chapitre 1 : GENERALITES

Chapitre 2 : BASE DE LA PRODUCTION DU FROID

Chapitre 3 : ANALYSE STRATEGIQUE

Partie 2 : METHODOLOGIE

Chapitre 1 : ETABLISSEMENT D’UN BILAN FRIGORIFIQUE

Chapitre 2 : UTILISATION D’UNE CENTRALE FRIGORIFIQUE A SYSTEME NOYE

INJECTE TOTALEMENT EN R404A

Chapitre 3 : DISPOSITION GENERALE DE L’USINE

Partie 3 : APPLICATIONS ET RESULTATS

Chapitre 1 : BILANS THERMIQUES

Chapitre 2 : DIMENSIONNEMENT DES TUYAUTERIES

Chapitre 3 : EVALUATION FINANCIERE

Chapitre 4 : REGARD ENVIRONNEMENTAL

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Tableau1 : Données météorologiques 1961 – 1990........................................................................6

Tableau 2 : Transbordement de thon à Antsiranana ....................................................................... 8

Tableau 3 : Activités halieutiques dominantes ............................................................................... 8

Tableau 4 : Flux journalier des marchandises ............................................................................... 21

Tableau 5 : Caractéristiques des caisses de poissons standardisées.............................................. 21

Tableau 6 : Caractéristiques de la parois de la CF ....................................................................... 21

Tableau 7 : Durée moyenne de l'ouverture des portes .................................................................. 28

Tableau 8 : Quantité de chaleur dégagée par une personne .......................................................... 30

Tableau 9 : Coefficient d’occupation du sol ................................................................................. 47

Tableau 10 : Contenance des chambres froides ............................................................................ 47

Tableau 11 : Dimensions des CF .................................................................................................. 47

Tableau 12 : Données communes à toutes les CF ......................................................................... 48

Tableau 13 : Données propres à chacunes des CF ........................................................................ 48

Tableau 14 : Resistances thermiques des différentes couches constituants le sol ........................ 49

Tableau 15 : Vérification des épaisseurs de composants en équilibre avec la température ......... 50

Tableau 16 : Charges thermiques à travers les parois de CF1 ...................................................... 51

Tableau 17 : Charges thermiques à travers les parois pour CF2 ................................................... 51�

Tableau 18 : Charges thermiques à travers les parois pour CF3 ................................................... 52�

Tableau 19 : Charges thermiques à travers les parois ................................................................... 52

Tableau 20 : Charges dues aux renouvellements d’air ................................................................. 48

Tableau 21 : Charges dues par ouverture de porte pour chaque CF ............................................. 54

Tableau 22 : Charges dues à l’éclairage........................................................................................ 54

Tableau 23 : Charges dues aux personnes pour chaque CF .......................................................... 55�

Tableau 24 : Charges dues aux denrées entrantes pour chaque CF et Tunnel .............................. 55�

Tableau 25 : Puissance frigorifique prévisionnelle pour chaque CF ............................................ 56

Tableau 26 : Evaporateur séléctionné pour CF1 .......................................................................... 48

Tableau 27 : Evaporateur séléctionné pour CF2 ........................................................................... 58



Tableau 30 : Charges dues aux ventilateurs des 04 CF ............................................................... 60

Tableau 31 : Charges dues aux résistances de dégivrages des 04 CF ........................................... 60

65

72

74

98

Tableau 32 : Puissance effective absorbée par le compresseur de la centrale positive........61

Tableau 33 : Charges thermiques totales ............................................................................. 61�

Tableau 34: Paramètres thermodynamiques utiles pour la sélection des compresseurs ...... 62�

Tableau 35 : Caractéristiques de chaque compresseur ........................................................ 62�

Tableau 36 : Caractéristiques des compresseurs communs ................................................. 63�

Tableau 37 : Caractéristiques de chaque compresseur ........................................................ 64�

Tableau 38 : Caractéristiques des compresseurs communs ................................................. 65

Tableau 39 : Paramètres utiles pour la sélection du condenseur........................................

Tableau 40 : Point de fonctionnement du cycle .................................................................. 66�

Tableau 41 : Puissance effective absorbée par le compresseur .......................................... 68�

Tableau 42 : Paramètres thermodynamique pour la sélection du condenseur ..................... 68�

Tableau 43 : Point de fonctionnement du cycle .................................................................. 70

Tableau 44 : Puissance effective absorbée du cycle pour la centrale négative..................

Tableau 45 : Paramètres thermodynamiques pour la sélection des condenseurs ............... 73

Tableau 46 : Normes de vitesse de l'écoulement du fluide................................................

Tableau 47: Vitesse d’écoulement du fluide dans chaque tuyauterie de la centrale positive.75�

Tableau 48 : Vitesse d'écoulement de fluide dans chaque tuyauterie de la centrale négative.75

Tableau 49 : Perte de charge dans la tuyauterie liquide ..................................................... 79�

Tableau 50 : Perte de charge due à la différence de niveau ............................................... 79�

Tableau 51 : Pression en amont du détendeur ..................................................................... 80�

Tableau 52 : Pression en aval du détendeur et chute de pression ........................................ 80�

Tableau 53 : Capacité nominale du détendeur..................................................................... 81

Tableau 54 : Modèle du détendeur sélectionné ................................................................... 81

Tableau 55 : Signification des diodes LED ......................................................................... 94

Tableau 56 : Coûts des matériaux principaux.....................................................................96

Tableau 57 : Investissement en limites des unités de production ........................................ 97�

Tableau 58 : Prix de vente annuel de l’unité ....................................................................... 97

Tableau 59 : Chiffres d’affaires annuels.............................................................................. 97�

Tableau 60: Besoin en fond de roulement ........................................................................... 98

Tableau 61 : Divers charges d'investissement ..................................................................... 98

Tableau 62 : Investissement total I.....................................................................................

Tableau 63 : Couts fixes ..................................................................................................... 99�

Tableau 64 : Bénéfice et cash flow .................................................................................... 101�

Tableau 65 : Actualisation des Cash- Flows ..................................................................... 102�

41

58

95

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Figure 1 : Carte de localisation de la région de DIANA .................................................. 5

Figure 2 : Ville de Diego Suarez .....................................................................................

Figure 3 : Thon ................................................................................................................. 7�

Figure 4 : Transfert thermique par conduction sur un mur plan homogène ................... 12�

Figure 5 : Transfert thermique par conduction sur un mur plan composite ................... 12�

Figure 6 : Circuits HP et BP d'une installation frigorifique ............................................ 15�

Figure 7 : Etape de la production .................................................................................... 25�

Figure 8 : Centrale frigorifique ....................................................................................... 33�

Figure 9 : Schéma de principe d'un automate programmable ......................................... 38�

Figure 10 : Automate programmable .............................................................................. 39�

Figure 11 : Schéma de l'installation frigorifique du système noyé à injection totale .... 39

Figure 12 : Disposition des CF et tunnel........................................................................

Figure 13 : Plan simplifié de l'usine................................................................................ 42�

Figure 14 : Numérotation des parois ............................................................................... 50�

Figure 15 : Evaporateur plafonniers double flux industriel BHDN ................................ 58

Figure 16 : Evaporateur cubique commerciaux MUC...................................................

Figure 17 : Evaporateur cubique industriel NKH...........................................................

Figure 18 : Diagramme enthalpique de l'installation de la centrale positive .................. 67�

Figure 19 : Diagramme enthalpique de l'installation de la centrale négative ................. 71�

Figure 20 : Cheminement des tuyauteries ....................................................................... 77�

Figure 21 : Schéma fluidique de la centrale positive ...................................................... 82�

Figure 22 : Schéma fluidique de la centrale négative ..................................................... 85�

Figure 23 : Schéma de puissance de la centrale positive ................................................ 90�

Figure 24 : Schéma de puissance de la centrale négative ............................................... 91�

Figure 25 : Schéma de commande de la centrale positive .............................................. 92�

Figure 26 : Schéma de commande de la centrale négative ............................................. 93�

Figure 27 : Affichage externe de l'armoire électrique .................................................... 93�

Figure 28 : Armoire électrique pour la commande de la centrale .................................. 94

Figure 29 : Structure moyenne des investissements en limites des unités de

production......................................................................................................................

Figure 30 : Influence de l'effet de serre sur la surface terrestre .................................... 106�

5

59

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TERMES TECHNIQUES

Bsbp : Bouteille Séparatrice basse pression c : Capacité thermique massiques des denrées [KJ.kg-1.K-1] C : Contenance de la chambre froide [T-1] Ce : Condenseur à eau multitubulaire CF : Chambre Froide CFC : Chlorofluorocarbure cr : Clapet de retenue ou clapet anti retour Cra : Coefficient de minoration dû à la présence éventuelle d’un rideau d’air Ct : Clapet taré de : Densité d’entreposage [T] Dfbp : Détendeur à flotteur basse pression dt : Durée moyenne de l’ouverture des portes [min.t-1]

e : Epaisseur du conducteur plan [ ]m

e1, e2, e3 : Épaisseur de chaque paroi 2/ .oW m C� �� E : Evaporateur Ei : Echangeur internef : Filtre Fa : Filtre d’aspiration Fd : Filtre deshydrateur Fj : Flux journalier des marchandises [T. min-1] FF : Fluide Frigorigène Fh : Filtre à huile h : Enthalpie [KJ. kg-1] HCFC : Hydrochlorofluorocarbure HFC : Hydrofluorocarbure hp : Hauteur de la porte [m] id : Nombre de résistance de dégivrage iv : Nombre de ventilateur k : Conductivité de transfert thermique par conduction [W.m2.K-1] kmax : Nombre de personne maximal opérant dans la chambre froide L : Chaleur latente de congélation [KJ.kg-1.K-1] m : Masse des denrées introduites par jour [Kg]

md : Coefficient de dilatation absolue 0 1C −� ��

m’ : Débit massique de fluide mis en circulation [kg.s-1] mae : Débit d’air extérieur [ kg.s-1] n : nombre de luminaires maximal. MC : Moto compresseur n : Taux journalier de renouvellement d’air

p : Pression [bar] P : Pompe PBp : Pressostat Basse pression PHp : Pressostat Haute pression Pi : Pression intermédiaire [bar] Pecl : Puissance de l’éclairage [W] Peff : Puissance effective [kW] Pv : Puissance du ventilateur [kW] Pv : Puissance du dégivrage [kW] Psbp : Pressostat de sécurité basse pression Pshp : Pressostat de sécurité haute pression Pth : Puissance effective absorbée par le compresseur [W] Qde : Charge due à la denrée entrante [W] Qdeg : Charge due à la résistance de dégivrage [W] Qecl : Charge due à l’éclairage [W]Qo,eff : Puissance effective de l’évaporateur [W]Qo,int : Puissance frigorifique intermédiaire de l’évaporateur [W] Qo,prév : Puissance frigorifique prévisionnelle de l’évaporateur [W] Qp : Charge due aux personnes [W] qp : Quantité de chaleur dégagée par personne[W] Qra : Charge thermique due au renouvellement d’air [W] Qtot : Charge thermique totale [W] Qtr : Charge thermique par transmission à travers les parois [W] Qvent : Charge due aux ventilateurs [W] R : Réfrigérant Re : Régulateur électrique de niveau RH : Réservoir d’huile Rl : Réservoir à liquide Rn : Régleur de niveau RPc : Régulateur de la pression de condensation s : Surface du mur [m2] S : Surface des parois [m-2] Scf : Surface de la chambre froide [m2]. SH : Séparateur d’huile Sp : Surface de la porte [m-2]

t : Durée de transfert [ ]h

T : Température To : Température d’évaporation [K] Tk : Température de condensation [K] V’ : Débit volumique réellement aspiré [m3.h-1] Vae : Débit volumique de l’air extérieur [m3.s-1] Vcf : Volume de la chambre froide [m3] Vh : Voyant d’humidité

Vma : Vanne manuelle d’aspiration Vmr : Vanne manuelle de refoulement

Vo : Volume du fluide à la température 0 0C 3m� ��

V θ : Volume du fluide à la température �°C [m3]

Wc : Travail dépensé par le compresseur [W] Ya : Electrovanne de sécurité Yrh : Electrovanne retour d’huile ϕ : Flux thermique 2/W m� ��

� : Masse volumique du fluide [kg.m-3] �aa : Masse volumique de l’air ambiant dans la chambre froide [kg.m-3]

�ae : Masse volumique de l’air du coté de la porte autre que la chambre froide [kg.m-3]

θρ : Masse volumique du fluide à une températureθ 3.kg m −� ��

� : Durée de présence de la personne dans la chambre froide [h.d-1] � : Coefficient de foisonnement

�deg : Durée journalière de chaque dégivrage [h.d-1]

�vent : Durée de marche du ventilateur [h]

�ins : Durée de marche de l’installation frigorifique journalière [h.d-1]

�p : Temps d’ouverture de la porte [h.d-1]

�h : Différence d’enthalpie entre l’air extérieur et l’air ambiant de la chambre froide

�� : Ecart de température extérieur et ambiant [K]

θ : Température 0 C� ��

�1, �2 : Températures de deux faces o C� �� int : Diamètre intérieur [m] �ext : Diamètre extérieur [m]

λ : Conductivité thermique du conducteur / oW m C� ��

� : Rendement frigorifique �v : Rendement volumétrique

W : Vitesse du fluide [m.s-1]

� : Constante Stefan Boltzmann 2/ /W m K� ��

TERMES ENVIRONNEMENTAUX CH4 : Méthane CO2 : Dioxyde de carbone CFC : Chlorofluorocarbure HCFC : Hydrochlorofluorocarbure HFC : Hydrofluorocarbure MAP : Madagascar Action Plan UV : Rayon ultra violet

[kJ /kg]

TERMES ECONOMIQUESa : Taux d’imposition B : Bénéfice brut Bnet : Bénéfice nette BFR : Besoin en fond de roulement C : Coût total de production CA : Chiffres d’affaires CFnet : Cash Flow FD : Frais de démarrage i : Taux d’actualisation I : Investissement total I1 : Investissement en limites des unités de production ICM : Coût des matériels principaux IP : Indice de profitabilité POT : Pay Out Time : temps de retour de l’investissement TRI : Taux de rentabilité interne VAN : Valeur Actuelle Nette

AUTRES CEE : Communauté Economique Européen UE : Union Européenne

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Dans de nombreux secteurs d’activités, le froid a été employé dès la fin du 9 ème

siècle et est parvenu à un stade de développement remarquable de nos jours.

Depuis peu est né un nouveau système frigorifique dont les applications se

trouvent non seulement, encore plus performant et plus économique, mais aussi

énergétiquement efficace. Il s’agit d’une installation frigorifique centralisée. Cette

installation est encore peu utilisée à Madagascar.

Malgré la potentialité de Madagascar en ressources halieutiques, les thons se

trouvent mal – exploités du fait de la manque de techniques adoptées dans les moyens de

stockage de ces produits afin d’assurer une source fiable de produits de qualité et

disponible pendant un moment donné. La Société Malgache d’ Equipements Frigorifiques

ou SMEF nous propose donc ce présent projet intitulant « Contribution à l’étude et à la

conception d’une centrale frigorifique à système noyé pour l’implantation d’une usine de

traitement de thon ayant une capacité de 12T/jour ». L’usine sera implantée dans la sous

préfecture d’Antsiranana I. Toutefois, le problème repose toujours sur la difficulté de la

production et de la commercialisation des produits en raison des coûts élevés de

l’investissement.

Ainsi, tel est l’objet de ce travail de mémoire de fin d’études, dont la première

partie parlera du contexte général comportant trois chapitres : le premier relate des

généralités sur la description du projet, la zone d’implantation, la pêche thonière. Le

second concernera les bases de la production du froid. Le troisième étalera une analyse

stratégique permettant d’établir la gestion de production. La seconde partie sera axée sur

la méthodologie sur laquelle l’étude à été menée. La troisième partie sera l’application et

le résultat de la méthodologie. L’étape finale reviendra à une évaluation financière du

projet, suivi par la suite le regard environnemental, qui s’avèrera importante dans le

domaine industriel.

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Contexte général - Généralités

1

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Chez le poisson, l’altération bactérienne commence dès la mort du poisson

impliquant l’arrêt des réactions biologiques. Cette altération se manifeste par le

dégagement d’une odeur désagréable et est favorisée par la présence de viscères entraînant

le développement rapide des bactéries qui contaminent tous les aliments environnants.

Pour limiter les risques inhérents à ces contaminations et assurer une meilleure qualité des

poissons, la production du froid s’avère nécessaire. Dans cette optique s’articule le présent

projet consistant en la contribution à l’étude et à la conception de l’implantation d’une

usine frigorifique utilisant une installation centralisée, traitant des thons d’une capacité de

12 tonnes par jour.

Le thon a été particulièrement choisi vu qu’il représente une source importante de

devise.

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Le présent projet visera la satisfaction alimentaire de la population malgache ainsi

que les étrangers tout en respectant la mesure d’accompagnement pour une exploitation

rationnelle, durable et soucieuse de la préservation de l’environnement. Le procédé de

production devra donc garantir une meilleure qualité de produits dans les meilleures

conditions.

Pour assurer un équilibre entre les exigences de production et les coûts engendrés,

le choix s’est porté sur une production journalière. La mise en place d’une telle unité de

production, nécessite la construction d’infrastructure appropriée répondant à des exigences

de qualité. Tout en respectant les bonnes pratiques de production, notre stratégie de

production s’est construite sur la gestion du matériel, des matières premières et ses

traitements, du personnel ainsi que la mise en place des infrastructures appropriées. La

gestion de projet vise à assurer méthodiquement une gestion optimale du temps et des

étapes de production.

La mise en place de l’ISO 9001 sera un des objectifs à appliquer à l’unité de

production.


2

Afin d’assurer la fiabilité de l’installation et répondre à une demande donc, la mise

en place d’une centrale frigorifique est envisagée. Pour assurer un fonctionnement annuel

de notre unité, les cibles du marché se sont élargies à l’exportation. Notre unité sera donc

opérationnelle sur l’ensemble de l’année, excepté le Dimanche, soit 310 jours par année

de production.

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Madagascar est riche en ressources halieutiques et dispose particulièrement d’une

production de 50 000 tonnes de thons par an [7]. Ces richesses constituent une opportunité

potentielle de développement qu’il faut exploiter.

Par rapport à cette production, l’idée d’implanter une usine de traitement de thon

d’une capacité de 12 Tonnes par jour sera envisagée dans des régions productrices de ces

ressources. L’usine assurera essentiellement la conservation frigorifique de ces thons

depuis la réception des matières brutes, en passant au traitement jusqu’aux produits finis.

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Malgré ces opportunités, le présent projet se heurte à deux contraintes majeures qui

sont la difficulté de la commercialisation des produits suite à la quasi-absence de

débouchés d’une part, et le coût exorbitant des investissements afférents au démarrage du

projet d’autre part.

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Pour s’affranchir des contraintes précitées, le présent projet envisage d’établir un

plan d’action dans le but d’inciter les bailleurs de s’investir dans le projet.

Ainsi, la priorisation de la coopération avec les étrangers nous constitue une

solution. La conclusion des accords de pêche illustre d’ailleurs cette politique [1], [7],

[12], [13].

Malgré tout, ce projet ne vise pas seulement les intérêts que peuvent apporter

l’usine mais aussi, il a la vision de maintenir la productivité et de protéger la biodiversité

du milieu marin en adoptant une stratégie de prévention et des mesures d’atténuations des

effets néfastes de l’emploi des fluides frigorigènes ou les déchets effluents sur

l’environnement.


3

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Les matières premières seront immédiatement traitées dès leur réception à l’usine

et les produits vendus sont déjà des produits finis et uniformes allégeant grandement à la

tâche des consommateurs. L’usine procédera à l’opération de mareyage et de parage qui

consiste à écailler, étêter, éviscérer et enlever la peau du thon...

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La vente des produits se divise en deux catégories distinctes :

- Le marché local et national ;

- Et les exportations.

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Le marché local et national se distingue par deux catégories de clients :

� Les clients permanents : dans le cas où on effectue des contrats de

transaction sur une année. Ainsi, l’usine fournira à ses clients des produits finis durant

toute l’année. Ces clients peuvent être catégorisés en deux classes :

- Celle à commande fixe comme les grandes surfaces; les grandes

poissonneries, les usines nécessitant la transformation des thons comme farine, etc.

- Et celle à commande variable en fonction des besoins de leurs clients

comme les restaurateurs, les détaillants etc….

� Les clients occasionnels : ces clients sont pris en compte à condition que

des produits ou des stocks sont encore disponibles, ils ne sont pas prioritaires comparés

aux clients permanents.

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L’exportation fera l’objet principal des activités commerciales de l’usine. En effet,

la majorité des produits sera exportée (cf chapitre 3) .Le pays destinataire qu’on a

envisagé d’exporter nos produits est l’Europe, ceci n’empêche d’autres pays étrangers

suivant les demandes. Que ce soit le marché local ainsi que l’exportation, le contrôle des

qualités, les délais de livraisons, les normes seront de rigueur et fortement respectés.

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D’après une étude effectuée par l’association thonière en 1992, la base thonière se

trouve à Antsiranana. En effet, le thon existe en grande quantité dans la partie de l’Océan


4

Indien, plus précisément dans la région de Diego Suarez. Ce port est surtout fréquenté par

les navires du mois de Mars au mois de Juin en général, c’est-à-dire durant la période de

pêche. Ce fait constitue un atout particulier grâce à la potentialité de la région sur le

domaine de la pêcherie, en particulier celui du Thon [7].

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Le Faritany d’Antsiranana est divisé en 2 régions qui sont :

• La région de DIANA,

• Et la région de SAVA

La région de DIANA nous intéresse particulièrement puisque c’est dans cette

région que la pêcherie thonière est très développée.

Alors, elle est située au Nord de Madagascar dans le Faritany d’Antsiranana,

s’étendant entre 11° et 15° de latitude Sud et 47° et 50° de longitude, caractérisée par un

vaste territoire couvrant de 20 942 Km, soit 3.6% de l’ensemble de la grande île. Elle est

limitrophe de la région de la SAVA dans sa partie orientale et celle de SOFIA dans sa

partie méridionale.

La région de DIANA se subdivise en 5 sous- préfectures qui sont :

- Antsiranana I

- Antsiranana II

- Ambanja

- Ambilobe

- Nosy-Be

On peut dire que la population de la région est en cours d’accroissement rapide.

L’augmentation enregistrée entre 1975 et 1993 s’élèverait à plus de 120 000 habitants. Elle

est d’environ 200 000 habitants de 1990 en 2000 soit presque le double de l’effectif

recueilli en l’espace de10 ans. L’évolution de la population de la région suit un rythme

exponentiel de 1975 en 2000.

En 2003, la croissance de la population dans la région s’élève à 472 689 habitants.


5

Figure 1: Carte de localisation de la région de DIANA

� Antsiranana I : Diego Suarez:

Notre usine sera implantée dans cette sous-préfecture. Diégo-Suarez est un des

pôles économiques majeurs de Madagascar s'appuyant sur les industries portuaires et sur

le tourisme. Elle possède, en effet, le troisième port de la Grande Ile qui dispose de

l'emplacement le plus avantageux.

La PFOI (Pêche et Froid de l’Océan Indien) y est déjà installée, mais bien que la

production thonière soit abondante dans l’Océan Indien, l’idée d’implanter une usine de

traitement de thon sera encore envisageable. Aussi, l’usine qu’on va implanter se

distinguera par son haut niveau compétitif en terme de qualité.

Figure 2 : Ville de Diégo Suarez


6

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La ville de Diego Suarez est soumise à un climat de type tropical. Le régime

thermique de la région est régi par l’alternance de deux saisons chaude et fraiche.

Le tableau suivant nous montre la température moyenne mensuelle et l’humidité

relative de la région en 1961-1990:

Tableau 1: Données météorologiques 1961 - 1990

Jan Fev Mar Avr Mai Jui JuillAou

tSep Oct Nov Dec

Tmax (°C)

30.2 30.2 30.6 31.0 30.4 29.3 28.7 28.7 29.5 30.5 31.5 31.4

Tmin (°C)

22.8 22.7 22.9 22.6 21.6 20.2 19.6 19.4 20.0 21.2 22.5 22.9

Tmoy (°C)

26.5 26.4 26.7 26.8 26.0 24.7 24.2 24.1 24.7 25.8 27.0 27.2

HR (%)

82 84 80 78 72 70 69 66 66 67 70 77

Source : Direction de la météorologie Ampandrianomby

D’après ce tableau, la température moyenne annuelle est de 26°C et l’humidité

relative est de 75 %.

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L’usine de conserverie de thon PFOI (Pêche et Froid de l’Océan Indien) est

opérationnelle à Diego Suarez depuis la mi-mars 1991. Ayant un capital de 6743,1

millions de fmg, le groupe français (Pêche et Froid Boulogne, Le Bayon) détient 66,66%

et le reste (33,34%) revient au groupe malgache. Les investissements sont évalués à 107

millions FF.

Cette usine a exploité 50 000 tonnes de thons par an dans sa phase de croisière. En

1991, la quantité traitée ne sera que 12.000 tonnes avec trois chaînes de fabrication : celle

des boîtes vides (300.000 boîtes/jour), celle de la farine de poisson, celle des conserves de

thon. Elle est aussi dotée d'un central électrique automatique et de 4 chambres froides de

2.500 m3 chacune sur le port. [7]


7

#()��3 4��4��5��

��4��0��

La pêche au thon était largement pratiquée depuis l’époque des phéniciens. Le mot

« thon » provient du phénicien « thon » qui signifie « animal de grande taille ». Les

Romains avaient maitrisé la technique de pêche au thon rouge de la méditerranée grâce à

l’introduction de l’encerclement par des filets de larges zone côtière (« Magna Retia »).

De 1971 à 1975, Madagascar a connu un début de la pêche thonière avec les

activités de deux sociétés qui sont : KAIGAI GYOGYO KABUSHIKI KAISHA

(KGKK) et la Compagnie Malgache Nippone de Pêcherie (COMANIP). D’une courte

durée, les expériences ont montré les potentialités de la ressource qui ont vivement

encouragé la poursuite des activités de pêche. [7]

Figure 3 : Thon rouge

��/��"��1�62��

Nombreux sont les espèces de thon, dont :

� Le Germon (Thunnus alalunga) ;

� Le Patudo (Thunnus obesus) ;

� Le Thon rouge de l’Atlantique (Thunnus thynnus) ;

� Le Thon rouge du Pacifique (Thunnus orientalis) ;

� Le Thon rouge du Sud (Thunnus maccoti) ;

� L’Albacore (Thunnus albacores) ;

� Le Listao (Katsiavonus pelamus).

��$��7!"��1&2�

Dans la région d’Antsiranana I, on distingue différents types de pêche : la pêche

industrielle thonière, la pêche maritime, artisanale et traditionnelle.

�� La pêche industrielle thonière :

Madagascar a signé le premier accord avec la CEE en 1986, la pêche thonière se

traduit surtout par la vente de licences à des bateaux étrangers, les investissements


8

nécessaires sont très lourds et la technologie utilisée n'est pas encore maîtrisée par les

opérateurs nationaux.

Les quantités de thon transbordées annuellement figurent dans le tableau suivant

qui indique aussi le tonnage de sel pris par les thoniers.

Tableau 2 : Transbordement de thon à Antsiranana

� 1987� 1988� 1989� 1990� 1991 ler Trim.�

Thon� 11471 T 4025 T 15588 T 36246 T 11964 T

Sel� non

disponible

630 T 8953 T 2818 T 1385 T

Nombre des

senneurs�

19 7 26 51 35

� La Pêche maritime, artisanale et traditionnelle :

La pêche maritime est très développée dans le Faritany d’Antsiranana, se

caractérisant surtout par la pêche crevettière, la pêche thonière, la pêche aux poissons et la

pêche aux crabes.

Dans la région d’Antsiranana I, les activités dominantes sont représentées par le

tableau N°03 :

Tableau 3 : Activités halieutiques dominantes

Région� Activités dominantes�

Antsiranana I

Conserverie des thons

Transbordement de thons des bateaux de la CEE

Conditionnement et expédition des produits de la pêche artisanale

��!��-��(��"��

La transformation de la matière brute du thon suit une procédure articulée en

plusieurs phases. Afin de garantir la qualité de matières premières livrées à l’usine, des

consignes s’imposent. En effet, dès que les thons sont capturés, ils sont tout de suite

soumis à des glaces à partir de l’eau potable isolée de toute contamination durant son

entreposage et mise en saumure, ils absorbent environ 1% du sel. Lors du débarquement,

la qualité du poisson est appréciée en terme sanitaire et organoleptique. Cette procédure

vise à maximiser la qualité du thon tel qu’il était à son état initial et à minimiser les pertes

dues au coup de soleil.


9

Une fois arrivée au port, les thons sont ensuite triés. Une aire de réception +12°C

les accueille en attendant leur dispatching dans la chambre froide de stockage en attente de

traitement.

Puis, on les embarque de la chambre froide pour en effectuer une opération de

mareyage et de parage qui vise à étêter, éviscérer et ôter la peau du thon. Et les déchets de

mareyages et parages, excepté les viscères, sont ensuite utilisés pour l’alimentation

animale (provende). Les poissons en tranche sont par contre rincés et lavés abondamment

à l’eau potable isolé de toute contamination ; Ils sont ensuite introduits dans le tunnel de

congélation. Une fois sortie de ce tunnel, les thons sont emballés et empaquetés, puis sont

stockés congelés dans de chambres froides de produits finis. Lors de la livraison, on

prévoira un sas maintenue à +12°C.

��#�*��8��

L’emboitage est réalisé le plus souvent de façon automatique à des cadences très

élevées (de l’ordre de 300 boites par minute, voire plus pour des formes standard) ; Le

produit passe au jutage (réception de jus de couverture).

Les ingrédients traditionnellement utilisés sont le sel, le citron, le vinaigre, les

épices le bouillon et le végétal. Des additifs peuvent être également utilisés comme le

mono glutamate de sodium et protéine hydrolysées. La boite reçoit alors son couvercle et

est sortie.

Dès que les boites sont sorties, elles sont stérilisées en autoclaves

Contexte général : Base de la production du froid

10

�!�"� ��*$��+��,��

La plupart des industries alimentaires nécessitent des traitements frigorifiques pour

la conservation et le transport de leurs produits. De même, les ressources halieutiques ont

fait intervenir la production du froid afin de préserver la qualité nutritive des produits

depuis la pêche jusqu'à leur destination. C’est pourquoi, non seulement, le froid tient une

place importante dans la conservation des denrées périssables mais aussi, son mécanisme

peut empêcher les microbes et les bactéries de s’y développer.

�� 9��

De nos jours, les techniques frigorifiques sont applicables pratiquement à toutes les

denrées périssables, aux produits manufacturés altérables et tout spécialement aux plats

élaborés ou cuisines. A ce propos, il convient de souligner le succès dans tous les pays

industrialisés des produits congelés et surtout surgelés. Cette dernière qualification est

réservée à des produits d’excellente qualité initiale, sains, congelés rapidement jusqu’a

une température de -18 °C à cœur, emballés, conservés à -25°C ou moins, transportés et

commercialisés, jusqu’à leur livraison en l’état aux consommateurs.

��*�/��

��

C’est la dissolution de certains liquides nécessitant une absorption de chaleur par

la réaction endothermique qui fait libérer du froid.

��

C’est la compression d’un gaz qui augmente sa température, et vice versa, la

détente d’un gaz comprimé diminuera la température du gaz détendu.

�� !��"�� "��

C’est l’absorption de la chaleur latente de vaporisation qui transforme le fluide de

l’état liquide à l’état gazeux.

En tout, le système de production du froid s’obtient :

soit par compression, qui consiste à régulariser la vaporisation d’un fluide afin

d’obtenir et maintenir la température désirée et récupérer le fluide vaporisé,

soit par absorption qui utilise comme source d’énergie un chauffage.


11

��!��-��!��(��%��/��:(��;��<��

La production du froid est obtenue par l’évaporation d’un fluide frigorigène par un

phénomène endothermique qui fait une extraction de la chaleur dans la chambre à

refroidir. Cette vapeur est ensuite aspirée par le compresseur à travers une tuyauterie qui

est à une pression et à une température élevée. Le gaz sous pression se liquéfie alors dans

le condenseur. Puis, le détendeur détend le fluide en diminuant la pression par le réglage

de débit et de la surchauffe du fluide, ce qui veut dire que la température s’abaisse aussi.

Le froid se crée au niveau de l’évaporateur. Le cycle recommence à la sortie du détendeur.

��*�� 9��4��*�=��

La transmission de la chaleur d’un corps chaud à un corps froid nécessite

l’intervention de ces trois modes qui sont :

- La conduction ;

- La convection ;

- Le rayonnement.

��+��!��!��

C’est un mode de transfert de chaleur dans laquelle la propagation de la chaleur

d’un corps chaud à un corps froid se fait par des interactions moléculaires.

Elle est régie par la loi de Fourrier :

1 2* ( )e

λϕ θ θ= −

Où ϕ : Flux thermique 2/W m� ��

e : épaisseur du conducteur plan[ ]m

λ : Conductivité thermique du conducteur / oW m C� ��

�1, �2: Températures de deux faces o C� ��

On distingue deux types de transfert thermique:

- Soit sur un mur homogène

Dans ce cas, on a :

1 2( )Ste

λϕ θ θ= −

Avec s : Surface du mur [m2]

t : Durée de transfert [ ]h


12

Figure 4 : Transfert thermique par conduction sur un mur plan homogène

- Soit sur un mur plan composite

La conduction thermique s’obtient par la formule suivante :

[ ] 21 2

31 2

1 2 3

( )/S W m

ee eθ θ

ϕ

λ λ λ

−� �= � �

+ +

Où e1, e2, e3 : Épaisseur de chaque paroi 2/ .oW m C� ��

S: Surface du mur [m2]

Figure 5 : Transfert thermique par conduction sur un mur plan composite

��+��!��<�!��

C’est un mode de propagation de chaleur entre une paroi et un fluide qui circule à

son contact.

La circulation du fluide est assurée par le phénomène de convection qui se

distingue en deux sortes :


13

La convection forcée :

On a une convection forcée si le mouvement du fluide nécessite l’intervention de

l’appareillage mécanique comme le ventilateur, ou l’évaporateur ventilé, ou encore une

pompe etc.…

Ce phénomène est régi par la loi de Newton :

1 2( ) .S tϕ α θ θ= −

Avec,

ϕ : Flux thermique 2/W m� ��

1 2θ θ− : Différence de la température entre les parois 1 et 2 0 K� ��

α : Coefficient de convection 2 1Wm K− −� ��

La convection naturelle :

Le mouvement du fluide est caractérisé par une variation de densité. En voici la

formule :

�� = ��

��

Avec md =

��

θρ : Masse volumique du fluide à une températureθ 3.kg m −� ��

md : Coefficient de dilatation absolue 0 1C −� ��

θ : Température 0 C� ��

Vo : Volume du fluide à la température 0 0C 3m� ��

Vθ : Volume du fluide à la température θ 0C 3m� ��

��+��/��(��

Dans ce phénomène, le mode de transfert thermique se transmet par le canal des

radiations électromagnétiques à travers le flux.

On a alors l’échange thermique entre deux plans noirs 1 1( )S T et 2 2( )S T

4 41 2( )T Tϕ σ= −

Où

� : Flux thermique 2/W m� ��

� : Constante Stefan Boltzmann (5.67*810−

2/ /W m K� �� )


14

1T : Température extérieure 0 K� ��

2T : Température intérieure 0 K� ��

�� ++ ��9��>��9�=�� *�� +��1�#2�

��?��$%��$$��-��,��-�0��

Tout d’abord, l’installation frigorifique règle :

- La température

- L’humidité relative

- La vitesse de l’air

- La propreté de l’air

- La climatisation

Pour la conception d’une installation frigorifique, le maitre d’ouvrage et le maitre

d’œuvre doivent établir à l’intention des entreprises le cahier des charges techniques, qui

doit permettre une étude complète de toutes les conditions prévisibles d’exploitation de

l’installation et de déterminer :

- Le climat local sur la zone d’implantation du projet

- La température de la chambre froide

- Le type d’application,

- Les composants des circuits,

- Les diverses puissances frigorifiques à mettre en œuvre, en particulier les

puissances maximale et minimale,

- Le fluide frigorigène utilisé.

�� (��-��,��-�0��!��$��

Toutes installations frigorifiques doivent être obligatoirement munies de ces quatre

composantes principales: du compresseur, du condenseur, du détendeur ; de l’évaporateur.


15

Figure 6 : Circuits HP et BP d'une installation frigorifique

��# �$��

Le compresseur assure l’aspiration du gaz frigorigène à basse pression et à basse

température puis, la compression et le refoulement au condenseur avec une élévation de la

pression et de la température grâce à l’énergie mécanique apportée par le compresseur.

��# �$��

Les condenseurs sont des échangeurs thermiques entre le fluide frigorigène et un

fluide de refroidissement. Le fluide frigorigène cède la chaleur acquise dans l’évaporateur

et lors de la compression au fluide de refroidissement. Ainsi, il transforme à son tour la

vapeur venant du compresseur en liquide s’expliquant par une extraction de chaleur des

gaz venant du compresseur.

��# ��

Le détendeur détend le fluide de la haute pression vers la basse pression.

��%��#� !��

L’évaporateur permet le transfert de la chaleur du milieu à refroidir par la

vaporisation du fluide. Il transforme donc le liquide en vapeur.

��9+��9��>��>5��

�� $��-�!��

Les fluides frigorigènes ou encore réfrigérants assurent le bon fonctionnement

d’une installation frigorifique. On les utilise pour la production du froid. On distingue :


16

��%��# ��$&$��

Chlorofluorocarbure : C’est un composé chimique formés de Chlore, du Fluor et

de Carbone. Ce sont les R11, R12, R502,…Il possède des effets nocifs sur

l’environnement. Interdits de production depuis 1995, leur mise en marché est aussi

interdit depuis le 01 Octobre 2000 , vient ensuite le 01janvier 2001 qui interdit leur

utilisation en maintenance. Ceci implique donc que les installations du CFC soient

remplacées et modifiées dès qu’un appoint de fluide sera nécessaire.

��%��# ��'$&$�

Hydrochlorofluorocarbure : C’est un composé chimique formés de Carbone,

d’Hydrogène, du Fluor et de Chlore. Ce sont les R22, R717… Il a moins d’effet sur la

couche d’ozone par rapport au CFC, néanmoins, s’il se poursuivait, pourrait menacer la

vie sur la terre. Donc, leur interdiction ne concerne dans l’immédiat mais l’arrêt de

production et leur interdiction générale sont déjà programmées.

��%��# ��'&$�

Hydrofluorocarbure : C’est un composé chimique formé de Carbone, de

l’Hydrogène et du Fluor. Ce sont les R134a, les 407c, les 404A, les 410a,…Tout comme

les deux premiers composés, les HFC contribuent aussi à l’accroissement de l’effet de

serre par le réchauffement global et le changement climatique. Cependant, le choix tend

de nos jours vers ce type de fluide.

�� :��$��$��-$��-��,��

- Critères thermodynamiques : température d’ébullition, température critique assez

élevée, glissement de température au cours du changement d’état,….

- Critères de sécurité : actions biologiques, inflammabilité et toxicité dans le cas

d’Ammoniac,…

- Critères économiques : prix acceptable, lubrifiants appropriés avec disponibilité du

produit.

- Critères environnementaux : effet sur la couche d’ozone et influence sur l’effet de

serre.

Contexte général – Analyse stratégique

17

�!�"� ��)-��.�� /��

��>��

La gestion de production demande un plan de production qui établit pour une

période donnée les capacités de production nécessaires pendant un temps déterminé ainsi

que les moyens à mettre en œuvre pour leur réalisation. C’est à partir de cette gestion

donc, qu’on établit le stock des produits.

Ainsi, un stock est une provision de produits en instance de consommation. Ces

produits sont :

- Les matières premières ;

- Les produits finis ;

- Les déchets ;

- Les emballages etc.

La constitution d’un stock s’impose, étant donné que la matière première dont il

est question ici n’est pas disponible durant toute l’année. En effet, dans la région de Diego

Suarez, la saison du thon ne dure que 04 mois (du Mars à Juin), donc il reste 08 mois de

saisons mortes. Il faut alors des stocks de produits finis pour ces huit mois restants.

� ��+ �� 4�99��

• Fonctionnement de l’usine :

L’usine fonctionnera 26 jours par mois, il ferme le Dimanche, l’approvisionnement

n’a pas eu lieu aussi. Par contre, l’installation frigorifique sera en fonctionnement

permanent.

Pendant la saison morte, la chambre froide 1, la chambre froide 2 ainsi que le

tunnel ne sont plus opérationnels vue que l’approvisionnement n’a pas eu lieu. Ils sont

donc fermés.

• Moyens d’approvisionnement :

Les fournisseurs de l’usine seront de deux types :

- Les pêcheurs artisanaux livrant 0.5 tonne de thons par jour à l’état réfrigéré ;

- Les pêcheurs industriels, livrant 11.5 Tonnes de thons par jours, non congelés mais

soumis à des glaces.

L’usine a prévu une machine à glace pour l’approvisionnement des ces

fournisseurs. La capacité de la glace à prévoir doit être le double de la capacité du thon,


18

c'est-à-dire, si on veut avoir 12T de thon par jour, la capacité de la glace devra être de

24T. Les thons ne sont pas congelés à bord, puisqu’on ne procède aux cuissons des

produits finis à la fin de leur traitement.

• Durée de la saison des thons :

Elle dure 04 mois (du Mars à Juin).

• Quantité journalière des matières premières requises :

L’usine sera ravitaillée d’une capacité de 12Tonnes de thons par jour.

• Production annuelle en Matières Premières (MP):

La production journalière sera de 12T/jour, en un mois donc, soit 26jours, on aura

312Tonnes.

Or, la saison du thon dure 4 mois = 104 jours, on a alors, 312T x 104 j = 1248T

La production annuelle en Matière première sera au total : 1248T.

• Production annuelle en Produits Finis (PF):

Pour le traitement de ces produits, on effectuera deux opérations :

- Une opération de mareyage : le thon sera étêté, écaillé et éviscéré.

- Et une opération de parage : la peau du thon sera enlevée.

La tête, les abats, les écailles et la peau du thon renferment 35% de déchets. Ce qui

fait que le rendement pour ce type d’opération est de 65%. [8]

η =0.65, PF

MPη = � PF= �*MP = 0.65*1248T = 811.2T

La production annuelle en Produit fini sera alors 811.2 T

• Production journalière en Produits Finis :

η =0.65, PF

MPη = PF= η *MP= 0.65*12T = 7.8T

Ainsi, la production journalière des produits finis est 7.8T dont :

� 1/5 conservés à -25°C, soit 1.56T/j, destinés pour vente local et pour les autres régions.

� 4/5 conservés à -25°C, soit 6.24T/j, destinés pour exportation.

• Livraison des PRODUITS FINIS (PF):

La livraison des produits se fait toutes les semaines (chaque lundi). Compte tenu

des saisons mortes, on aura pour une année 52 semaines, ce qui veut dire qu’on aura 52


19

expéditions pendant une année, ce projet vise un maximum de production et minimum de

dépense, donc on estime le stock à 0kg à la fin de la saison.

Donc, 811.2T / 52 =15.6T à livrer par semaine dont la répartition est comme suit :

� 3.12 Tonnes sont destinées pour vente local et pour les autres régions.

� 12.48 Tonnes sont destinées pour exportation.

��>�� @��

Gérer un stock revient à le maintenir constant, apte à répondre aux demandes des

clients et doit satisfaire dans les conditions économiques à cette exigence. Ainsi, un stock

permet d’assurer la consommation régulière d’un produit bien que sa production soit

irrégulière.

��!A��*��:��(�:��

La durée maximale de conservation des matières premières (MP) à 0°C dans la

chambre froide de stockage d’attente (CF1) est évaluée à 02 jours pour empêcher le

développement microbien et pour garder la bonne qualité du thon. Donc, le stock maximal

à prévoir est de 24 T. La contenance de la chambre froide doit tenir compte donc de ce

stock maximal.

��!A��9��

� Le stock maximal à prévoir pour la chambre froide 3 (CF3) :

Comme 1/5 des Produits finis, soit 1.56T par jour sont introduits dans CF3, alors

pour une production annuelle de 811.2T, on aura :

811.2T / 5 = 162.24T, c’est la totalité des PF introduites dans CF3 à la fin de la saison

du Thon. Or, une livraison devrait se faire toutes les semaines.

1sem � 3,12T, or 04 mois vaut 17 semaines, donc

17sem � 53,15T livrés à la fin de la saison du thon.

Stock maximalCF3 = contenance maximaleCF3 = 162.24T – 53,04T= 109,2T

D’où le stock maximal à prévoir pour la Chambre froide 3 sera de 109,2T

� Stock maximal à prévoir pour la chambre froide 4 (CF4) :

Comme 4/5 des Produits finis par jour sont introduits dans CF4, alors pour une

production annuelle de 811.2T, on aura :

811.2*4 / 5= 648.96T, c’est la totalité des PF introduites dans CF4 à la fin de la saison

du Thon. Or, une livraison devrait se faire toutes les semaines.

1sem � 12,48T


20

17sem � 212,6T livrés à la fin de la saison du thon.

Stock maximal CF4 = contenance maximal CF4 = 648.96T – 212,6T = 436,8T

D’où le stock maximal à prévoir pour la Chambre froide 4 sera de 436,8T

��*��<�(��(��!"��

C’est l’ensemble des produits entrants et sortants lors des deux saisons. Pour la

chambre froide 3, on doit vendre au total 162,24T de produits finis. Or, on a deux

saisons :

a) Saison de thon (17 semaines) :

- Entrée des produits finis : 1.56T/j, soit ��

�� 9.54T/semaines

- Sortie des produits finis : 3.12T / semaines, soit 3.12T x 17sem = 53.04T livrés

b) Saison morte (35 semaines) :

- Entrée des produits finis : 0T/j, soit 0T / semaines


De même pour la CF4, on doit vendre au total 648.96T de produits finis et on :

c) Saison de thon (17 semaines) :

- Entrée des produits finis : 6.24T/j, soit ��

�� 38.17T/semaines


d) Saison morte (35 semaines) :

- Entrée des produits finis : 0T/j, soit 0T / semaines


��9$�.��$��

C’est la quantité de denrée calculée à partir du mouvement sur la base de la quantité

totale (contenance).

D’après la pratique sur le mouvement journalier, pendant la saison thon, on fait

entrer les denrées 1fois par jour, excepté le Dimanche et on sort des produits finis chaque

semaine, donc le flux journalier est défini par :

m =�� [14]

Où C est la contenance des chambres froides.

Cette formule n’est valable que pour la saison du thon. Pour la saison morte, le

flux journalier est défini par la différence entre la contenance totale des CF et les quantités

des PF livrés à la fin de la saison du thon.


21

Ce flux se résume dans le tableau suivant :

Tableau 4 : Flux journalier des marchandises

CF 3 CF 4

Contenance des CF 162.24 648.96

Flux journalier pendant

Saison du thon [T] 27.04 108.16

Flux journalier pendant

Saison morte* [T]109.2 436.8

*: C’est la quantité totale de produits à conserver au début de la saison morte.

�� *��*? ++ >��

Le conditionnement regroupe l’emballage et l’empaquetage des produits finis juste

avant son entreposage dans les chambres froides de stockage.

L’empaquetage facilite l’entreposage, l’expédition et l’inventaire des produits

stockés et emballés. Ainsi, pour notre projet, on a opté pour l’emballage des produits

finis, des cellophanes paraffinés dont les caractéristiques sont les suivantes :

- Les perméabilités en eau, graisse, oxygène sont tous faibles.

- La cellophane est dotée d’une grande souplesse et résiste au froid.

Les produits emballés seront par la suite empaquetés dans une caisse de bac

Australien de dimension standardisée représenté dans le tableau N°05 :

Tableau 5 : Caractéristiques des caisses de poissons standardisées

Modèle Dimensions [mm] Capacité [dm3] Poids brut forfaitaire [kg]A 415 x 325 x 100 13.49 10

B 470 x 325 x 120 18.33 15

C 470 x 325 x 140 21.39 18

C’ 550 x 325 x 120 21.45 18

D 470 x 325 x 160 24.44 22

E 570 x 380 x 150 32.49 28

F 570 x 380 x 180 38.99 35

G 604 x 460 x 180 50.01 41

H 720 x 400 x 200 57.60 48

H’ 630 x 480 x 190 57.46 53

I 720 x 400 x 240 69.12 60

J 630x 480 x 230 69.55 65

K 720 x 400 x 300 86.40 70

L 1270 x 350 x 240 106.68 85


22

� �#�� B+��=� +��C��1�62�

�#��(��

Toute entreprise produisant et mettant sur le marché communautaire des produits

de la pêche doit obéir aux normes mises en place par les directives 853/2004 fixant les

règles d’hygiène des denrées alimentaires et régissant la production et la mise sur le

marché des produits de la pêche.

Les établissements qui produisent du poisson et des produits doivent être autorisés

à cet effet, puis régulièrement inspectés par l’autorité compétentes de l’Etat membre

(services vétérinaires, sanitaire etc…). Cette autorisation d’activité appelée encore

« agrément sanitaire « s’appuie notamment sur la mise en œuvre d’un système de contrôle

interne appelé : « HACCP » ou Hazard, Analysis, and Critical Control Point ainsi que les

conditions générales d’hygiène de l’établissement.

�#��%�,��(��

a/ Écrire les produits fabriqués dans l’entreprise :

- Matière premières:

- Nature ;

- Calendriers des entrées et des expéditions par catégories de produits ;

- Tonnage journalier et températures des produits entrants ;

- Durée de conservation (date d’utilisation optimum/ date limite de consommation) ;

- Prévision de l’évolution des trafics des marchandises, à moyen terme (entre 5 à 10

Ans).

� Produits finis : - Dénomination, nom scientifique, présentation ;

- Composition ;

- Préparation et traitement subis ;

- Caractéristiques physico- chimiques ;

- Tonnage journalier des produits à réfrigérer ou à congeler ;

- Tonnage annuels des stocks par catégories des produits à conserver ;

caractéristiques des emballages ;

- Condition d’utilisation par les consommateurs ;

- Destination (exportation, pays destinataires, marché local).


23

b/ Présenter un plan de situation à l’échelle 1/1000

Ceci en vue d’indiquer les abords et voie d’accès de l’établissement (les sources

d’approvisionnements en eau potable ou eau non potable, dispositif de stockage de

l’eau.)

c/ Présenter un plan d’ensemble de l’établissement à l’échelle 1/100

Pour indiquer :

- La disposition des locaux ainsi que leur lieu d’affectation ;

- L’emplacement des robinets et des lavabos avec numérotation ;

- L’emplacement des cabinets d’aisance et des installations sanitaires ;

- L’emplacement des dispositifs d’aération et d’évacuation des fumées ou buées…

- L’emplacement des dispositifs d’évacuation intérieure des eaux résiduaires (avec

indication du sens de l’écoulement) ainsi que les conduits de descente des eaux pluviales,

les circuits fléchés de couleur différentes suivis par les matières premières, les produits

transformées et les déchets ;

- Le circuit suivi par le personnel;

- L’emplacement des produits chimiques (nettoyage et désinfection, produits de lune

contre les insectes.

�#��!��/��:(��4 ��

Les systèmes doivent mettre en œuvre un système d’autocontrôle appelé HACCP.

Elle identifie les principes, à savoir :

- Identification des dangers, analyse des risques et détermination des mesures

nécessaires pour leur maitrise;

- Identification des points critiques ;

- Établissement des limites critiques pour chaque point critique ;

- Établissement des procédures de surveillances et contrôles ;

- Établissement des actions correctives devant être prises lorsque c’est nécessaire

- Établissement des procédures de vérifications et révisions ;

- Établissement des documentaires concernant toutes les procédures et

établissements.

Un plan HACCP doit être fourni pour chaque famille ou type de produit. En

matière de conserver des poissons, y compris le thon, les principaux risques sont liés à la

présence potentielle de l’Histamine dans la chair.


24

�&��

Le transport des matières premières et des produits finis tient un rôle important

dans la conservation des produits halieutiques. Il doit à cet effet les conserver au froid

pour maintenir la qualité du poisson tel qu’il était à son état initial.

Dans la présente étude, des transports frigorifiques devront être à la disposition de

l’usine pour assurer la distribution des produits jusqu’à sa destination. Ainsi, on distingue:

- Le camion isotherme : le container est thermiquement isolé et ne possède

aucune autre source du froid. Il est construit par simple montage de panneaux

sandwich isolant, limitant les échanges de chaleur avec le milieu extérieur.

- Le camion réfrigérant : il dispose du même container défini plus haut, équipé

d’une source froid constituée par un agent frigorigène préfabriqué introduit

dans le véhicule avant le transport, généralement de la glace d’eau.

- Le camion frigorifique : Camion isotherme doté d’équipement et machines

frigorifiques qui permettent d’abaisser la température à l’intérieur du container

et de l’y maintenir pratiquement constante


25

)(D��C� ��

�

Collecte des matières premières

PÊCHE

Transport frigorifique

Écaillage

Éviscération Étêtage

Poste de conditionnement et d’emballage

STOCKAGE DES PRODUITS FINIS

DISTRIBUTION ET COMMERCIALISATION

Expédition

LAVAGE

TUNNEL DE CONGÉLATION

Produits congelés

Parage

TRAITEMENT DES MATIÈRES PREMIÈRES

��

��réfrigérées

PREMIER LAVAGE POUR TRAITEMENT

REJET CONTRÔLE

QUALITÉ

Matières premières RÉCEPTION ET TRIAGE ÉVENTUELLE

Figure 7 : Etape de la production

��E��

��*C�4��+�>��

Méthodologie : Établissement d’un bilan frigorifique

26

�!�"� ��#$ ��0��,��,�/��

Le bilan frigorifique d’une chambre froide permettra d’estimer la puissance des

frigorifères et celle des équipements de la production de froid. Ce calcul est effectué pour

chacune des chambres froides pouvant être utilisés indépendamment des autres locaux ;

L’établissement de ce bilan définira donc les caractéristiques nécessaires permettant

l’installation frigorifique et la sélection des matériels d’où les conditions d’exploitations

qui sont les flux journaliers des produits entrants et sortants, la température de la chambre

froide, la température extérieure les plus fréquentes pour la saison considérée, l’humidité

relative, etc.

��*�� + �+��

Le bilan frigorifique de ce projet est divisé en deux catégories bien distinctes, à

savoir :

- Les charges thermiques externes ;

- Et les charges thermiques internes.

��+��!"��,��"��(�0��.��1F2�

Elles devront inclure les charges dues aux apports de chaleur par transmission à

travers l’enveloppe de la chambre froide Qtr, les charges dues aux renouvellements d’air

Qre, et les charges dues à l’ouverture des portes Qop.

Charges par transmission à travers les parois :

Elles sont régies par la formule suivante :

Qn=k*Si*�Ti[W] (1)Où :

1

1

1 1nj

ji j e

ke

h hλ=

=

+ +� [W/m2.K] (2)

Tableau 6 : Caractéristiques de la paroi

Coté externe de la paroi 1/he Coté interne de la paroi 1/hi

Cas où la paroi est en

contact avec l’air extérieur

0.03 Cas d’une chambre froide en

ventilation mécanique

0.06

Cas où la paroi est en

contact avec un autre local

0.12 Cas d’une chambre froide en

ventilation naturelle

0.12


27

k : Coefficient de transmission thermique de la paroi considérée en W/m2.K ;

Si : Surface de la paroi considérée en m2 ;

�T : Différence de température entre les deux cotés de la paroi considérée.

Les panneaux sandwich composés d’une mousse rigide de polyuréthane nous

constituent la meilleure solution pour les parois. Les épaisseurs de ces panneaux seront

prises en compte selon les chambres froides. Ainsi,

- Pour les chambres froides positives : e=100mm, λ =0.023 W.m/K

- Pour les chambres froides négatives et pour le tunnel : e=150mm, λ =0.023 W.m/K

Finalement, on aura pour une chambre froide :

Qtr =� �� (3)

Charge due au renouvellement d’air :

Il s’agit de renouveler plus ou moins l’air ambiant par l’air extérieur pour apaiser

les odeurs dégagées par les denrées. La quantité d’air neuf admise doit être refroidi de la

température extérieure à la température de la chambre froide, ce qui constitue donc une

charge thermique.

Pendant la saison morte, on procèdera au renouvellement d’air chaque semaine. La

charge due au renouvellement d’air correspondant sera donc le 1/7 ème de la charge due

au renouvellement d’air total pendant la saison du thon. Elle est donnée par la formule

suivante :

Qre = mae.�h [kW] (4)Où

mae : débit masse d’air extérieur admis en kg/s ;

�: différence d’enthalpie entre l’air extérieur et l’air ambiant de la chambre froide en kJ/kg ;

Avec

.

86400ae ae

ae

Vm

ρ=

(5) Où

Vae : débit volume d’air extérieur en m3/d ;

�aa: Masse volumique de l’air de la chambre froide en kg/m3.

Avec ��

�� !"#$%&�'(

(6)


28

Et Vae = n.Vcf =70

Vcf.Vc (7)

Vcf : volume de la chambre froide en m3

n : taux de renouvellement journalier en d-1

Tcf : température de la chambre froide en °C

Charge due à l’ouverture des portes :

L’ouverture des portes entraine aussi l’admission d’une certaine quantité d’air dans

la chambre froide. Seulement dans notre étude, la température de l’air entrant est celle de

l’ambiance sur laquelle s’ouvre la chambre. Toutes les chambres froides seront ouvertes

sur une ambiance de +12°C.

La charge due à l’ouverture des portes est donnée par la formule :

A

vec

�p : temps d’ouverture des portes

�p *

24t jd f

=

Où,

dt : durée moyenne de l’ouverture des portes pour permettre le passage des marchandises en minute par

tonnes (cf tableau n° 06)

fj : flux journalier des marchandises en tonnes / jour.

lp : largeur de la porte en m ;

hp : hauteur de la porte en m ;

�ae : masse volumique de l’air du coté de la porte autre que la chambre froide

�ae = 0

1273.5Textρ

+

Text : température de la chambre à coté de la chambre froide ;

Tableau 7 : Durée moyenne de l'ouverture des portes

Type de porte Type de marchandise dt [min/t]

Porte à ouverture

manuelle

Cas de la viande animale sur pendoir

Cas des marchandises palettisées

15

6

Porte automatique

commandée

Cas de la viande animale sur pendoir

Cas des marchandises palettisées

1

0.8

[8 (0.067* )] * (1 ) ( )aeop p a p p p ae aa

aa

Q l h h h h Crρ

θ τ ρρ

= + ∆ ∗ ∗ ∗ − ∗ − ∗

(9)

(10)

(8)


29

��+��!"��,��"��(�0��1F2�

Ces charges sont définies selon les apports de chaleur à l’intérieur de chaque

chambre froide. On distingue : la charge dues aux éclairages Qec, la charge due aux

personnes Qp, la charge thermique due aux denrées entrantes Qde, la charge due aux

moteurs de ventilateurs et enfin, la charge due aux résistances de dégivrage Qdég.

Charge dues à l’éclairage :

Pour faciliter le mode de calcul, on prévoit une charge thermique de 6W/m2 pour

l’éclairage d’une chambre froide connaissant la surface du local, on pourra donc en

déduire la charge utile à l’éclairage.

Qec1 = 6*Scf

Pour plus de précision, on pourra déterminer le nombre de luminaire maximal pour

chacune des chambres froides. Pour un luminaire ayant une puissance de 40W donc, et

connaissant la charge utile à l’éclairage, on pourra en déduire le nombre des lampes

nécessaires.

1 lampe 40W

n lampes Qec1 [W]

Qec=��)�*+, (11)

Où

P : puissance de chaque luminaire en W.

n : nombre de luminaires maximal.

� : durée de fonctionnement des luminaires en h/d (en général 8h/d).

24 : nombre d’heures dans une journée.

Scf : Surface de la chambre froide en m2.

Charge due aux personnes :

Une personne entrant dans une chambre froide dégage une quantité de chaleur

qu’il faut prendre en considération ; Elle devra être prise en compte selon le flux

journalier des produits pour les deux saisons. La charge thermique correspondant est donc

régie par la formule :

Qp = -./0�12��3

�� (12)

Où

kmax : nombre de personne opérant dans la chambre froide.


30

qp : quantité de chaleur dégagée par unité de temps par une personne en activité en W (cf tableau n° ).

� : durée de présence de chaque personne dans la chambre froide (en général, on prend 8h/d).

24 : nombre d’heures dans une journée.

Tableau 8 : Quantité de chaleur dégagée par une personne

Température de la chambre froide [°C] Quantité de chaleur dégagé par personne qp [W]5

0

-25

240

270

420

Charges dues aux denrées entrantes :

Cette charge est donnée par le fait que les denrées entrantes dans la chambre

froide se trouve à une température supérieure à celle de la chambre donc, dégagent une

certaine quantité de chaleur qu’il faut considérer. Cette quantité de chaleur change selon le

flux journalier des deux saisons.

� Pendant la saison du thon donc, on a :

Q’de =��4��567587+9:4�;:4��+�7+87<�

=�,>> [kW] en congélation (13)

Q’de =��4��567587+9

=�,>> [kW] en réfrigération (13)’

Où,

m : masse des denrées introduites chaque jour en kg/d.

C1 : capacité thermique massique moyenne entre T1 et T2 en kJ/kg.K.

C2 : capacité thermique massique moyenne entre T2 et T3 en kJ/kg.K.

L : chaleur latente de congélation la denrée introduite en kJ/kg.

T1 : température initiale de la denrée introduite en °C.

T2 : température de congélation de la denrée introduite en °C.

T2 : température d’entreposage des denrées en °C (pour la formule (13)’).

T3 : température d’entreposage des denrées en °C.

86400 : nombre de seconde dans une journée.

� Pendant la saison morte, dans la CF3 et CF4, on vend des denrées par semaine, on

note donc la variation suivante :

- Ouverture des portes : Q’’op

- Renouvellement d’air : Q’’re

- Entrée des personnes : Q’’pers


31

- Eclairage : Q’’ecl

Tout ceci fait monter la température de la chambre froide où il y a 109.2T de

denrées dans CF3 et 436.8T de denrées dans CF4 à la première semaine de saison morte.

On doit donc calculer cette variation de température et re- calculer la Q’’denrée due à

cette augmentation.

Q’’denrée = m’’. C2 . �t2’’

où �t2’’ : variation de température

Cette température fait monter Q’’denrée avec

Q’’denrée = Q’’op + Q’’re + Q’’pers + Q’’ecl

On en déduit :

�t2’’ =

6? @A�? BC�?ACBD�?CEF9G�H��

�II�J�

Après avoir trouvé �t2’’, on en déduit t’3 ; où

�t2’’ = t3 – t’3, d’où t’3 = t2 - �t2’’

�� G��H�

�� 9��>��9�=��'��++��1F2�

La puissance frigorifique prévisionnelle est déterminée à partir de la puissance

frigorifique totale, qui est la somme de toutes les charges pendant toute saison, et la

puissance frigorifique intermédiaire. Elle est donnée par la formule suivante :

Qint = (Qtot*24)/�ins (15)

D’où,

Qprev=1.2*Qint (16)

Où Qint : Puissance frigorifique intermédiaire.

Qtot : Puissance frigorifique totale.

�ins : Temps de marche de l’installation

• Pour la chambre froide positive,τ ins= 16h,

• Pour la chambre froide négative, on adoptera une durée de l’installationτ ins= 19.5h.

Cette puissance prévisionnelle permet la sélection des évaporateurs, et les

caractéristiques ainsi choisi permettent le calcul des charges dues aux ventilateurs et aux

dégivrages.

Q’’’denrées = �IIK�J��K��LIMNLM�

H��


32

QVent= OP�QP�3RSTU

3VTWU [W] (17)

iv : Nombre de ventilateur

Pv: Puissance du ventilateur [kW]

�vent : Durée de marche du ventilateur [h]

QDég= OX�QX�3�SY

3VTWU [W] (18)

Id : Nombre de résistance de dégivrage

Pd: Puissance de dégivrage [kW]

�d: Durée de marche de dégivrage [h]

� �� 99� ��'��+%�' �� 1F2�

La puissance frigorifique effective permet la vérification de la puissance de

l’évaporateur présélectionné, elle est donnée par la formule suivante :

Qo,eff=Qint + Qvent + Qdég (19)

On procède à une nouvelle sélection si Q0 ne peut être compensé par l’évaporateur

choisi précédemment.

Méthodologie : Utilisation d’une centrale frigorifique à système noyé injecté totalement en R404A

33

�!�"� ��*$��0��,��,�/��.��1��. ��2�� 343�(

��C�� %�� +��9��>��9�=��

Dans le cas d’une installation frigorifique centralisée, on calcule en outre les bilans

de l’entrepôt ou d’un bloc de chambres froides pouvant fonctionner en même temps, à la

même température ou à des températures voisines et pouvant être connectés à un même

circuit frigorifique.

Une fois que les bilans de ces entrepôts seront établis, on pourra en déduire le

nombre, le type et la répartition des puissances des moto-compresseurs.

Nous avons choisi une centrale vue qu’elle est économique et fiable du point de

vue rendement [2], [16].

*(#(#�-��%��!��$��

Une centrale frigorifique est un montage qui regroupe deux ou plusieurs moto-

compresseurs sur un châssis unique reliée à un même collecteur d’aspiration et un même

collecteur de refoulement. En voici une description plus implicite relatant la centrale

frigorifique [16].

Figure 8 : Centrale frigorifique

Pour maintenir donc une pression égale dans tous les Carters et pour avoir un

niveau d’huile constant, des tuyauteries et des accessoires particuliers sont utiles.

*(#(* ��!!��%��!��$��-��,��-�0��

• Constituants

A la différence des installations frigorifiques comportant un seul compresseur, une

centrale frigorifique est constituée :

- Des moto-compresseurs :


34

Elles peuvent être de trois types, à savoir :

Ouvert entrainement par courroie ou accouplement direct. Ces compresseurs

s’utilisent, à l’exception des centrales à basse température de petite puissance. Tous les

compresseurs doivent être de puissance identique et tournent à la même vitesse.

Hermétique accessible (même principe que le compresseur ouvert). Les groupes

ouverts et hermétiques accessibles sont généralement montés rigides sur les châssis

communs.

Groupe Hermétique. Les groupes hermétiques doivent conserver une fixation

souple industrielle ou collective selon les fournisseurs.

- Du condenseur :

On doit monter une régulation de pression de condensation à proximité du

condenseur pour maintenir une haute pression dans des limites acceptables quelques soit

les conditions extérieures.

Pour la tuyauterie de refoulement, on utilisera une double colonne montante de

refoulement dans le cas où la vitesse de gaz dans une seule tuyauterie tomberait en

dessous de 7.5 m/s. Cette double colonne montante sera aussi utile pour assurer le bon

retour de l’huile dans le compresseur.

- Des évaporateurs :

L’alimentation des évaporateurs tient un rôle important dans une centrale

frigorifique. Ainsi, on distingue : Le regorgement, et l’injection directe.

o Le regorgement appelé encore à évaporateur noyé consiste à maintenir constante

le niveau de remplissage d’une capacité à partir de laquelle sont alimentés les

évaporateurs en liquide frigorigène pur.

o L’injection directe : le frigorigène renferme dès la détente de la haute à la basse

pression une certaine proportion de vapeur et est introduit directement dans l’évaporateur

où il est totalement évaporé et surchauffé de plusieurs degrés. On l’appelle aussi détente

sèche.

- Du détendeur :

Les détendeurs employés dans une centrale peuvent être de nombreux types :


35

o Le détendeur thermostatique : dont la fonction est de contrôler l’admission de

fluide frigorigène à un évaporateur alimenté en injection directe, de façon qu’à la sortie la

vapeur soit surchauffée.

o Le détendeur automatique : dont la fonction est d’alimenter l’évaporateur en

injection directe de façon que la pression d’évaporation soit maintenue constante.

o Le détendeur à flotteur basse pression : il comporte un flotteur qui détecte le

niveau de liquide basse pression dans le corps du détendeur et dans la bouteille séparatrice

Basse pression. Les avantages de l’utilisation de ce détendeur est la rusticité et la

robustesse de fonctionnement.

- Du (des) bouteille(s) séparatrice(s) basse pression.

• Accéssoires

Une centrale frigorifique doit être accompagnée :

� D’une conduite d’égalisation externe de pression ;

� De réservoir d’huile ;

� De séparateur d’huile ;

� De contrôleur de niveau d’huile ;

� Des amortisseurs de vibration ;

� De deux collecteurs dont l’une aspiration, l’autre refoulement.

� Le collecteur d’aspiration :

Il doit avoir un diamètre suffisamment gros pour permettre une chute de vitesse

importante des gaz et leur bonne répartition vers les compresseurs. Comme ordre de

grandeur, la section du collecteur doit être le double de la section des vannes d’aspirations

des compresseurs.

Il peut être placé en dessus des compresseurs.

� Le collecteur de refoulement :

Le collecteur de refoulement peut être placé en dessous des compresseurs. Il est

nécessaire de monter sur chaque piquage des clapets de retenue qui interdit le fluide

frigorigène haute pression d’aller se condenser dans le condenseur de refoulement une fois

que la centrale est à l’arrêt.


36

*(#()��!��/��:(��/��

Le système noyé est un procédé dont la mise en œuvre est plus complexe que celle

des équipements en injection directe. En revanche, étant plus performant, il est utilisé

essentiellement pour les installations frigorifiques industrielles, de grande puissance, à un

ou deux étages de compression. Son principe est tel que, le fluide à refroidir parcourt

toutes les tuyauteries et ressort de l’autre côté, le fluide est noyé dans du fluide frigorigène

à l’état liquide. On a une ébullition permanente, d’où le fluide frigorigène s’évapore en

permanence en assurant l’effet frigorifique. On n’a plus de détendeur proprement dit.

Ce système consiste donc à maintenir constant le niveau de remplissage d’une

capacité à partir de laquelle les évaporateurs sont alimentés en liquide frigorigène pur.

Dans ce type de procédé, il n’y a donc de surchauffe des vapeurs.

�� ' �� >��+%��+�� + � �� +��9��>��9�=��

Une centrale de production de froid remplace un compresseur unique de puissance

adaptée à la totalité de la demande d’une installation multiposte. De ce fait, elle présente

de nombreux avantages :

- Elle est construite avec des motos - compresseurs de grande diffusion donc de

coût raisonnable et de maintenance assurée.

- La multiplicité des compresseurs permet d’ajuster en permanence avec une

automaticité adaptée à la puissance fournie et à la puissance variable demandée par le

compresseur.

- La consommation d’énergie est limitée au juste besoin ce qui ne serait pas le cas

d’un compresseur unique à variation de puissance.

- La fiabilité d’un système est assurée puisqu’un incident sur un compresseur

n’arrête pas la production de froid, son remplacement peut être assuré dans un temps très

court. [18]

��C ��CI� ��B+�I��C>�+ �� ** ��%�� +��

• Sécurité [3], [16]:

Chaque compresseur doit être équipé d’un pressostat Haute pression prise de

pression sur la culasse de refoulement, pas de vannes. Un autre pressostat de sécurité HP

monté sur le collecteur de refoulement.


37

De même, un pressostat bas pression, pour la prise de pression sur la culasse

d’aspiration. Et un autre pressostat de sécurité BP monté sur le collecteur d’aspiration.

Aussi, pour la sécurité des personnes toutes les installations doivent être faites en

accord avec les normes :

- E35400 Installation frigorifique.

- C1500 installation électriques à basse tension.

• Contrôle :

Un jeu de manomètre BP/HP est monté sur la centrale.

• Régulation :

La régulation d’une centrale est définie à partir des paramètres suivants :

- Le fait d’alimenter en liquide les évaporateurs, entraîne, avec l’échange de chaleur,

une production de vapeur qui s’accumule dans la tuyauterie d’aspiration et fait monter la

pression.

- Cette augmentation de pression est captée au niveau du collecteur d’aspiration de la

centrale et communiquée au système de commande des compresseurs.

- Ainsi, la mise en service des évaporateurs entraîne la montée de la BP qui, à son

tour, provoque la mise en route en cascade des compresseurs et un système anti- court

cycle interdisant le démarrage d’un compresseur au minimum 6 minutes d’arrêt.

- Si le nombre de compresseurs en service est trop important par rapport au nombre

d’évaporateurs en fonctionnement, la masse des vapeurs aspirées devient supérieure à la

masse des vapeurs produites par les évaporateurs et la BP diminue.

- La détection d’une diminution de la BP entraîne l’arrêt d’un compresseur, ce qui

diminuera le débit aspiré et tendra à stabiliser la BP.

- Le démarrage des compresseurs est donc commandé par une série de pressostat BP

réglé en enclenchement entre deux valeurs admissibles.

� La commande de la mise en marche successive des compresseurs ne peut se faire

qu’en prenant comme référence la pression d’aspiration. Le calcul de la puissance de la

centrale a donc été fait en prenant comme régime de fonctionnement la température

d’évaporation du poste le plus froid [16].


38

• Commande d’une centrale [3]

Dans notre étude, il est préférable que la commande d’une centrale soit sous la

dépendance d’une automate programmable.

Ainsi, une automate programmable est constituée :

- D’une unité centrale ;

- De modules d’entrée ;

- De modules de sorties ;

- De coupleurs périphériques ;

- De divers autres éléments accessoires, comme un micro –ordinateur, une console

de programmation, une imprimante,…

Figure 9 : Schéma de principe d'un automate programmable

1 : Capteurs

2 : Entrées

3 : Automate programmable

4 : Sorties

5 : Transmetteur

6 : Récepteurs

7 : Machines

8 : Coupleurs

9 : Périphériques

En voici un exemple d’illustration relatant l’automate dans une vue un peu plus

réelle.


39

Figure 10 : Automate programmable

En cas de panne d’un compresseur, la production frigorifique continue à être

assurée par les compresseurs disponibles.

�� J +�� +��G9+��E��6� H��

��!"�(��$%��$$��-��,��-�0��;��!��$��

Figure 11 : Schéma de l'installation frigorifique du système noyé à injection totale

*(3(*��!��1�2�1�62�

A la fin de la vaporisation du fluide, le fluide frigorigène transite par la bouteille

séparatrice basse pression (Bsbp) où les phases liquide et vapeur sont séparées. Le liquide,

Bsbp


40

véhiculé par une pompe P à frigorigène, est envoyé dans l’évaporateur E, ce qui implique

donc la circulation permanente de liquide dans l’évaporateur. La vapeur, par contre, est

reprise à la partie supérieure pour être aspiré et comprimé par le compresseur à basse

pression, à la pression Po. Elle est ensuite refoulée à haute pression et est désurchauffée.

Le refroidissement du compresseur est assuré par une injection de liquide qui

limite en même temps l’augmentation de la température au refoulement et détend le fluide

à la pression Pi. La vapeur sera de nouveau refoulée vers le condenseur. Après

condensation, le fluide frigorigène est détendu de Pc à Pi.

La fraction des débits liquides injectés s’évapore pour permettre la désurchauffe

des vapeurs refoulés par le compresseur. Le débit liquide restant, à saturation, est alors

détendu jusqu’à Po et est injecté dans l’évaporateur.

On crée donc une « source de chaleur » à la température � i, en fractionnant aussi la

détente du fluide frigorigène de Pc à Pi puis de Pi, à Po (détente bi étagée).

La bouteille séparatrice basse pression reçoit l'intégralité du débit de liquide

frigorigène formé dans le condenseur, d’où le nom de l’injection totale.

A la différence de l’injection partielle donc, le débit massique BP est sous-refroidi

au moyen d'un échangeur placé dans la bouteille séparatrice basse pression. L'échange

thermique n'étant pas parfait, le liquide avant détente ne peut atteindre la température �i ,

le pincement généralement retenu est de 1'ordre de 3 à 10 °C.

Pour l’injection partielle donc, la production frigorifique massique à 1'évaporateur

est plus faible que dans le cycle à injection totale.

Méthodologie : Disposition générale de l’usine

41

"��E��>C�C� +��+%��

��9��>��9�=�� ' ��4��

L’entrepôt Frigorifique de conservation des thons est composé de :

- 01 Sas (climatisée : T= +12°C) destiné pour la réception des thons;

- 01 Chambre froide positive destinée pour le stockage d’attente des matières

premières, (CF1: T= 0°C) ;

- 01 grande Salle de préparation (climatisée : T= +12°C) pour les opérations de

mareyage, le parage et le lavage de thons dans des bacs comportant 3 parties dont :

� un pour le premier lavage;

� un autre pour le deuxième lavage ;

� et un autre pour le lavage finition.

- 01 Salle pour le poste de conditionnement et d’emballage (climatisée : T= +12°C) ;

- 01 Salle de stockage des emballages et des conditionnements (climatisée : T= +12°C) ;

- 01 Machine à glace ;

- 01 Chambre froide positive pour la réfrigération des déchets (CF2 : T= +5°C).

- 01 Tunnel de congélation dont la température ambiante est de -30°C;

- 02 Chambres froides négatives pour le stockage des produits congelés (CF3 et CF4),

dont l’un destiné pour vente local et l’autre pour vente exportation. Leurs températures

respectives sont la même, T= -25°C;

Ce présent mémoire n’est qu’une contribution. L’établissement du bilan

frigorifique des chambres climatisées ne fait pas partie de cette étude, seulement, on peut

connaitre la valeur approximative de la production frigorifique utile de ces chambres

d’après une donnée pratique proposée par le SMEF. Ainsi, pour une chambre climatisée à

+12°C, la puissance frigorifique nécessaire est de 30 kCal/h, soit 34.87kW.

)(*�� 4 *?��9��+��

Figure 12 : Disposition des CF et tunnel


42

��+ ��*�+�9��+%��

Figure 13 : Plan simplifié de l'usine


43

M à G : Machine à glace

SCE : Stockage de conditionnement et d’emballage

PCE : Poste de conditionnement et d’emballage

L : Bacs pour le lavage des thons sales

L : Bacs pour le second lavage des thons

L : Bacs lavage finale des thons

��9� ��+�� 4��K��9+��6�

��-��

Le fluide R404a est un mélange de R143a, R125 et de R134a. C’est un gaz non

toxique. Sa codification suit le corps de la chimie minérale qui se classe par une série de

400. Le R404a peut être utilisé dans des réfrigérations de basse température, peut

également être appliqué dans la climatisation.

�� <��,��$%��$��6��

Il est vrai que le fluide R404a n’est pas souvent employé du fait qu’il est un

mélange quasi- azéotrope et non un fluide pur, mais il est doté d’une performance

remarquable du fait de sa conductivité thermique relativement importante. Son glissement

de température étant de 0.46°C, ce qui est faible. De plus, son utilisation est d’autant

fiable qu’économique.

��-$��!��-$��6��$%��<��(��

Il est sans effet direct sur l’ozone stratosphérique et son effet de serre est limité.

�#��C=��*��9��>��9�=��1�2�

L’étude d’un équipement de production de froid et celle de ses automatismes de

commande et sécurité ne doivent pas être dissociées, mais au contraire être menées du

front, en vue de réaliser un ensemble cohérent, apte à satisfaire dans les meilleures

conditions non seulement, le programme d’exploitation considérée à priori comme étant le

plus sévère.

Ainsi, l’équipement frigorifique de cette installation comprend :

� Équipements standards :

On distingue :


44

- De trois compresseurs chacun pour la centrale positive et pour la centrale négative,

équipés de résistance de carter et de pressostat différentiel d’huile ;

- De deux collecteurs d’aspirations, avec prise de pression BP (un pour la centrale

positive et un autre pour la centrale négative);

- De deux collecteurs de refoulement, reliant chaque compresseur au séparateur

d’huile (un pour la centrale positive et un autre pour la centrale négative);

- De deux réservoirs Haute pression avec vannes entrée/sortie, soupape de sécurité ;

- D’une ligne départ liquide avec boitier filtre à cartouches remplaçables et voyant

d’huile ;

- De réservoirs d’huile, clapet sur aspiration, régulateur de niveaux, vannes, voyant

d’huile et pressostats d’huile ;

- Pressostat HP et BP de sécurité;

- Manomètre HP/BP à bain d’huile ;

� Équipements particuliers :

- Bouteille anti-coup de liquide pour la centrale négative;

- Manomètre de pression d’huile ;

- Évaporateurs de type plafonnier, commerciaux et industriel ;

- Bouteille séparatrice basse pression pour la centrale négative ;

- Détendeur à flotteur basse pression pour la centrale négative;

- Régulateur électrique de niveau ;

- Électrovanne de sécurité ;

- Clapet de retenue ou clapet anti retour ;

- Filtre d’aspiration ;

- Filtre à huile ;

- Clapet taré ;

- Électrovanne retour d’huile ;

- Vanne manuelle d’aspiration ;

- Vanne manuelle de refoulement ;

- Distributeur liquide ;

- Robinet à pression constante ;

- Robinet automatique ;


45

�&�� *�� >�*�� '� �+��*��'�>��

Pour l’élaboration du présent projet, l’aménagement du territoire est un facteur très

important pour le bon fonctionnement de l’usine. Ainsi, il doit être fortement respecté et

suit des normes lors de la réalisation. L'usine de conditionnement comprend 3 édifices et

nécessite un terrain d'une superficie de l'ordre de 2.000 m2 :

- L'unité de conditionnement : le bâtiment (ossature béton, murs et toitures isolés

thermiquement) couvre une superficie d'environ 1000m2 et comprend:

• une unité de réception du produit (pesée, triage,…);

• une unité de traitement (nettoyage, écaillage, étêtage, éviscéré, parage,…); et un

laboratoire de contrôle de qualité de 150m2 ;

• des chambres frigorifiques de stockage;

• une unité d'empaquetage et de stockage de 60m2;

• Une machine à glace de 30m2 ;

• un local technique (compresseurs, boosters, …) de 70m2;

• des bureaux;

• des équipements spécifiques : table en inox, bacs de traitements, air conditionné

pulsé, …

- Un bâtiment pour le personnel (vestiaire, réfectoire, cuisine, …) de 80 m2.

- Un bâtiment pour la livraison des produits.

Ainsi, les normes correspondantes à ces aménagements sont telles que:

� Les différents locaux devraient bien être aérés, propres et de dimension suffisante

afin que les activités qui s’y exercent soient dans les conditions d’hygiène suffisantes ;

� L’éclairage et la ventilation de toutes les salles doivent être suffisants pour éviter la

persistance des odeurs;

� L’installation de la climatisation dans les salles de traitement, ainsi que dans le

stockage de conditionnement et d’emballage et les sas d’expédition sera aussi nécessaire

pour avoir les conditions de température requise et pour éviter le développement rapide

des microbes.

� La pente des sols doit être suffisant pour permettre une évacuation des eaux usées

vers un siphon grillagé anti- odeur et anti-rongeur ;


46

� L’alimentation en eau potable sera obligatoire. Un dispositif est donc nécessaire

pour permettre l’écoulement facile de l’eau et ses évacuations ;

� Toutes les surfaces (sols, murs, plafonds) doivent être faciles à nettoyer et à

désinfecter, lisses, imperméables, résistantes, imputrescibles (le bois est interdit).

� Peinture : le problème de la peinture est le décollement en raison de l’humidité et

de l’aspersion d’eau sous pression lors des opérations de nettoyage et de désinfection. Il

existe aujourd’hui des peintures de très haute qualité (résistance et adhérence) mais aussi

très onéreuses.

� Pour le sol : le mieux semble entre un mélange Ciment-résine-colorant »Monyl ».

� L’étanchéité du bâtiment et des locaux doit être parfaite (joint de porte et fenêtre).

� Tous les établissements sont dotés de vestiaires en nombre suffisants.

� Des lavabos devraient être installés pour le lavage des mains équipés d’un séchoir

se trouvant à proximité immédiate des toilettes qui doivent être de nombre suffisantes en

fonction du nombre des employés de l’usine ; Donc, il faut au moins, 1 toilette pour 30

employés.

��E��

��+� ��C��+� ��

Applications et résultats – Bilan thermique

47

Cette partie concernera l’application des formules exploitées dans la partie 2,

elle relate donc les résultats de calcul.

�!�"� ��#$��5��/��

��*�� *�� 4 *?��9��

La détermination des dimensions de chaque chambre froide se fait à partir du

volume à entreposer et la surface du sol. Elle est donnée par la formule suivante :

(1)

(2)

*

CmVu

deVu

Srhgη

=

=

Où Vu : Volume utile Cm : Contenance maximale de : Densité d’entreposage Sr : Surface requise Hg : Hauteur de gerbage �0 : coefficient d’occupation du sol.

Le coefficient d’occupation du sol est utile pour faciliter la circulation des produits.

Tableau 9 : Coefficient d'occupation du sol

Type d’entreposage� Faible rotation� Rotation rapide�Marchandises réfrigérées palettisées�

0.65 – 0.70 0.45 – 0.50

Marchandises congelées palettisées�

0.75 – 0.80 0.50 – 0.60

Pour toutes les chambres froides, la hauteur de gerbage est fixée à 2.5 m en raison

de la grande quantité de produits introduits dans chaque chambre froide. On fixera la

hauteur à 3m.

Tableau 10 : Contenance des chambres froides

Contenance max[T] Cm�

Densité d’entreposage[T/m3]de�

Coefficient

d’occupation �0�

Volume utile

Vu*(1)[m3]�

Surface requise

Sr*(2)[m2]�

CF10� 24 0.4 0.45 60 53.5

CF2+5� 4.2 0.4 0.45 10.5 9.5

CF3-25� 109,2 0.4 0.75 273 145.6

CF4-25� 436,8 0.4 0.75 1092 582.5

Ainsi, les dimensions des chambres froides sont données dans le tableau suivant :


48

Tableau 11 : Dimensions des CF

� Largeur l[m]� Profondeur p[m]� Hauteur h[m]�

CF10 6.5 8.25 3

CF2+5 2.75 3.5 3

CF3-25 11 13.25 3

CF4-25 23 25.5 3

�� + �+�� 4 �>��4��*�=��

Les données communes des chambres froides se résument dans le tableau suivant :

Tableau 12 : Données communes à toutes les CF

Intitulés� Unités� Valeurs�Isolants(CF)� nature Mousse rigide de polyuréthane

Épaisseur CF(+) mm 100 CF(-) 150

Coefficient de conductivité thermique W.m/K 0.023

Isolation (sol)� Température °C 30 Coefficient de transmission W/m2K 0.269

Milieu extérieur�

Température °C +26 Humidité relative % 75

Température du plafond� °C +28

Denrées� Capacité thermique massique

Avant congélation

kJ/kg°C 3.2

Après congélation

kJ/kg°C 1.6

Chaleur latente de congélation kJ/kg°C 235 Autres� Fluide Frigorigène R404A

Température de condensation (CF+) : (CF-) :

°C °C

40 31

Hauteur de gerbage (chambre froide) m 2.5

La température d’introduction dans les chambres froides 1 et 2 provient de l’aire

de réception +12°C. Les denrées introduites dans les chambres froides 3 et 4 sont par

contre venues du tunnel de congélation dont la température ambiante est de -30°C, mais

elles y sont introduites à -18°C en supposant de légers échauffement durant son

entreposage, et son emballage.

Les données propres à chacune des chambres froides sont :


49

Tableau 13 : Données propres à chacune des CF

Intitulés� Unité� CF10� CF2+5� CF3-25� CF4-25�

Dimension�intérieur�

6.5*8.25*3 2.75*3.5*3 11*13.25*3 23*25.5*3

Surface� m2 53.62 9.62 145.75 586.5

Volume des chambres froides�

m3 160.87 28.88 437.25 1759.5

Température ambiante�

°C 0 +5 25 -25

Humidité Relative�

% 85 85 85 85

Flux journalier • Saison du thon • Saison morte�

T/d 12 -

4.2 -

27.04 109.2

108.16 436.8

T°d’introduction� °C +12 +12 -18 -18

�� "��,��"��(�0��.��

Charges thermiques par transmission à travers les parois :

Pour l’isolation du sol, il est constitué de :

Tableau 14 : Résistances thermiques de différentes couches constituantes le sol

Composants� e[m]� [W*m2/K]�

Pré- dalle de compression 0.150 1.279

Barriere d’étanchéité� 0.015 0.16 Mousse rigide de polyuréthane � 0.100 0.03

Dalle de compression� 0.100 1.279

Chape� 0.050 1.924 pavage� 0.015 1.05

�Z[ λ =�3.6626

Pour le sol, 1/hext = 0, puisqu’il n’ya pas de convection dans la limite inferieure du sol.

Et 1/hi=0.06 ;

Par conséquent on a ksol = 0.269[W/m2K]

et Tsol= +30°C


50

Tableau 15 : Vérification des épaisseurs de composants en équilibre avec la température ambiante de la CF

Désignation� Formule� CF1� CF2� CF3� CF4�T° ambiante Ta [°C]� 0 +5 -25 -25

T° du sol Ts [°C]� +30 +30 +30 +30

T° du plancher t1� t 1= Ts– (K(Ts – Ta) * 1/he

+30 +30 +30 +30

T° du pré dalle en béton t2� t2 = t1-(K (Ts -Ta) *

(e1[λ \��

29.05 29.2 28.26 28.26

T° de la barrière d’étanchéité t3�

t3 = t2-(K (Ts –Ta) *

(e2[λ+��

28.3 28.57 26.87 26.87

T°d’isolant thermique t4��

t4 = t3-(K (Ts – Ta) *

(e3[λ<�)

1.434 6.186 -22.37 -22.37

T° de la dalle de compression t5�

t5 = t4-(K (Ts – Ta) *

(e4[λ,��

0.803 5.66 -23.52 -23.52

T° de la chape t6� t6 = t5 - (K (Ts – Ta) *

(e5[λ]��

0.593 5.485 -23.90 -23.90

T° du pavage t7� t7 = t6 - (K (Ts –Ta) *

(e6[λ��

0.485 5.389 -24.11 -24.11

T° entre le pavage et l’air intérieur ti�

ti = Ts – (K(Ts – Ta) * 1/hi)

0.0015 4.986 24.99 24.99

Bref, les épaisseurs des différents composants vérifient l’équilibre de la température.

Figure 14 : Numérotation des parois

- CF1 : Contenance : Matières premières (T = 0°C)

Les parois n°1, 2, 3 ainsi que le plafond sont en contact avec l’air extérieur

utilisant des ventilations mécaniques, on a donc :

k =� �

��M� ��'��$&

��

Et on trouve k = 0.225W/m2.K


51

La paroi n°4 est en contact avec la chambre froide 4, l’épaisseur à considérer est

celui de la chambre froide 4, d’où :

k =� �

�� '(��$&

��


Tableau 16 : Charges thermiques à travers les parois pour CF1

Parois� k[w/m2K]� Si [m2]� �t[°K]� Qtri[W]�

P1� 0.225 19.5 26 114.08

P2� 0.225 24.75 12 66.83

P3� 0.225 19.5 12 52.65

P4� 0.149 24.75 -25 -92.19

Sol� 0.269 53.625 30 432.75

Plafond� 0.225 53.625 28 337.84

Qtr1 [W]� 911.96

- CF2 : Contenance : Déchets (T = +5°C)

Toutes les parois sont en contact avec l’air extérieur, on a donc :

k =� �

��M� ��'��$&

��



Parois� k[w/m2K]� Si [m2]� �t[°K]� Qtri[W]�

P1� 0.225 8.25 7 12.99

P2� 0.225 10.5 21 49.61

P3� 0.225 8.25 7 12.99

P4� 0.225 10.5 7 16.54

Sol� 0.269 9.625 25 64.73

Plafond� 0.225 9.625 23 49.81

Qtr 2[W]=� 206.68

- CF3 : Contenance : produits finis pour vente local (T = -25°C)

La paroi n°2 ainsi que le plafond est en contact avec l’air extérieur et utilisant des

ventilateurs mécaniques , on a donc :


52

k =� �

��M� ��'(��$&

��


Les parois n°1, 2, 3 sont en contact avec un autre local, on utilise des ventilateurs

mécaniques:

k =� �

�� '(��$&

��



Parois� k[w/m2K]�Si [m2]

�t[°K] Qtri[W]P1� 0.149 33 0 0

P2� 0.151 39.75 37 222.08 P3� 0.149 33 37 181.93

P4� 0.149 39.75 37 219.14 Sol� 0.269 145.75 55 2156.37 Plafond� 0.151 145.75 53 1166.44

Qtr 3 [W]=�3945.96

- CF4 : Contenance : Produits finis pour vente exportation (T = -25°C)

La paroi n°1 ainsi que le plafond sont en contact avec l’air extérieur, k = 0.151W/m2.K

Les parois n°2, 3, 4 sont en contact avec un autre local, on a donc k = 0.149W/m2.K

Tableau 19 : Charges thermiques à travers les parois

Parois� k[w/m2K]� Si [m2]� �t[°K]� Qtr[W]�

P1� 0.151 69 51 531.37

P2� 0.149 76.5 25 284.96

P3� 0.149 69 0 0

P4� 0.149 76.5 37 421. 74

Sol� 0.269 586.5 55 8677.27

Plafond�0.151

586.5 53 4693.76

Qtr 4 [W]=� 14609.1

Charges dues au renouvellement d’air :

On considère que le renouvellement d’air de toutes les chambres froides provient


53

de l’air extérieur, donc de la température +26°C avec une humidité relative de 75%. Dans

la chambre froide 3 et la chambre froide 4, ce renouvellement change selon les deux

saisons. Pendant la saison du thon, il se produit tous les jours, on qualifie donc cette

charge journalière comme charge due au renouvellement d’air totale. Pendant la saison

morte, le renouvellement d’air se produit chaque semaine puisqu’on ne fait une livraison

que par semaine, la charge journalière correspondante sera donc le 1/7 ème de la charge

due au renouvellement d’air totale.

D’où , d’après la formule (4), (5), (6), (7), on a :

Tableau 20 : Charges dues au renouvellement d'air pour chaque CF

� CF10 CF2+5 CF3 -25 9 9 CF4 -25 9�

T°a [°C]� 0 +5 -25 -25

HR CF [%]� 85 85 85 85

HR ext [%] 75 75 75 75

Vcf[m3]� 160.88 28.88 437.25 1759.5

n� 5. 52 13.02 3.35 1.67

Vae[m3]� 887.86 376.18 1463.73 2936.24

hae[KJ/kg]� 66 66 66 66

haa[KJ/kg]� 8 17 -22 -22

�h[KJ/kg]� 58 49 88 88

ρ0� 1.293 1.293 1.293 1.293

ρaa[kg/ m3]� 1.293 1.27 1.42 1.42

mae[kg]� 0.013 0.0055 0.024 0.048

Qre[kW] :

Saison thon

Saison morte�

0.754

-

0.270

-

2.112

0.302

4.224

0.603

Charges dues par ouverture des portes :

La charge due à l’ouverture des portes des CF3 et CF4 sera définie par le flux

journalier lors des deux saisons. Toutes les chambres froides s’ouvrent sur une ambiance

de +12°C.

On pose, [8+ (0.067*�tp] = A

= B

D’après la formule (8), (9), (10), on a :

*(1 )ae

hpaa

ρ

ρ−


54

Tableaux 21 : Charges dues par ouverture de porte pour chaque CF

CF10 CF2+5

CF3-25

Saison saison thon morte

CF4-25

Saison Saison thon morte

�tp[°C] 12 7 37 37 37 37

A 8.804 8. 469 10.479 10.479 10.479 10.479

dt[min] 6 15 6 6 6 6

Fj[T/d] 12 4.2 27.04 109.2 108.16 436.8

τP [min/h] 3 2.625 6.76 27.3 27.04 109.2

Lp [m] 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

Hp[m] 2 2 2 2 2 2

ρ ae[kg/ m3] 1.2385 1.2385 1.2385 1.2385 1.2385 1.2385

B 0.289 0.221 0.505 0.505 0.505 0.505

�h [KJ/kg] 58 49 88 88 88 88

Cra 1 1 0.25 0.25 0.25 0.25

Qop[w] 1373.8 733.8 2682.13 10831.68 10728.52 43326.75

#(*(*�!�� !��6�7��& ��&��

Charges thermiques due à l’éclairage

D’après la formule (11)

Tableaux 22 : Charges dues à l'éclairage pour chaque CF

Chambre froide� n : nombre� Pec [W]�τ ec [h]� Qec[W]�

CF10� 08 40 8 107

CF2+5� 01 40 8

13.5

CF3-25�

Saison thon

Saison morte �

22

22

40

40

8

8

293.5

293.5 CF4-25

Saison thon

Saison morte�

88

88

40

40

8

8

1173.5

1173.5


55

Charges dues aux personnes :

La quantité des denrées à introduire est bien définie, donc la durée de présence

des personnes dans la CF peut être définie. Le nombre de personne opérant dans la

chambre est prise en compte selon la masse des denrées introduites.

D’après la formule (12) donc, on a :

Tableaux 23 : Charges dues aux personnes pour chaque CF

Chambre froide� kmax� Qp[W]� τ pmax [W]� Qp[W]�

CF10� 06 270 4 270

CF2+5� 02 240 3 60

CF3-25�

Saison thon

Saison morte

02

02

420 �

420

2

4

70

140 CF4-25

Saison thon Saison morte

04

06

420 �

420

4

6

280

630

Charges dues aux denrées entrantes :

Pour la chambre froide 1 et la chambre froide 2, les denrées sont seulement

réfrigérées. On applique donc la formule (13)’.

Tandis que pour les chambres froides 3 et 4, on applique la formule (13) et (14),

seulement, les denrées introduites sont déjà congelés après passage au tunnel de

congélation, la chaleur latente de congélation ainsi que la capacité thermique massique des

denrées avant congélation sont alors nulles. Aussi, la température d’introduction des

denrées égale à -18°C dépassent le point de congélation de thon qui est égale à -2.22°C,

donc cette température sera considérée comme nulle.

Tableaux 24 : Charges dues aux denrées entrantes pour chaque CF et Tunnel

� m [kg]�

C1 [KJ/kg.K]�

C2 [KJ/kg.K]�

�

L [KJ/kg.K]�

T1 [°C]�

T2 �T’3 [°C] [°C]

T3 [°C]�

Qde [kW]�

CF10� 12000 3.2 0 0 +12 0 0 5.33

CF2+5� 4200 3.2 0 0 +12 +5 0 1.08


56

CF3-25

Saison thon �

�Saison morte

27040

109200

0

0

1.6

1.6

0

0

-18

-18

0

0 5.72

-25

-25

12.5

11.567

CF4-25�

Saison thon

Saison morte

108160

436800

0 �

0

1.6 �

1.6

0

0

-18 �

-18

0 0 5.65

-25 �

-25

50.07

45.702

��!��-��,��-�0��<��$$��$%�<��

La charge totale est obtenue en additionnant les charges maximales du bilan

thermique. Comme on a indiqué dans la méthodologie, le temps de marche de

l’installation pour la chambre froide positive est de 16h, pour la chambre froide négative,

ce sera 19.5h. Elle se résume dans le tableau suivant :

Tableau 25 : Puissance frigorifique prévisionnelle pour chaque CF

CF10� CF2+5� CF3-25� CF4-25�

Qtr[W]� 911.96 206.68 3945.96 14609.1

Qre[W] Saison thon

Saison morte

745 269 2112

302

4224

603

Qop[W]�Saison thon Saison morte

1373.8

-

733.8

-

2682.13

10831.68

10728.52

43326.75

Qec [W] Saison thon

Saison morte

107

-

13.5

-

293.5

293.5

1173.5

1173.5 Qpers[W]�Saison thon

Saison morte

270

-

60

-

70

140

280

630 Qde[W]

Saison thon

Saison morte

5330

-

1088

-

12500

11567

50070

45702 Qtot[W]� 8737.76 2370.98 29823.14 114033.35

Qint� 13106.64 3556.47 36705.4 140348.73

Qprev� 15727.97 4267.76 44046.48 168418.48


57

�� 4��K��+%C' �� 1�2�

#()(#��(:��$��$��!"��.��$%�<��

Le choix de l’évaporateur se fait à partir de la puissance frigorifique prévisionnelle

calculée précédemment. La température d’évaporation ainsi que l’humidité relative est

d’une importance capitale pour la sélection de l’évaporateur pour éviter la

déshumidification des produits stockés. Ainsi, le composant sélectionné permet de

déterminer les caractéristiques nécessaires pour la puissance frigorifique effective.

• Pour la chambre froide 1 :

L’évaporateur ainsi sélectionné est :

ÉVAPORATEUR PLAFONNIER DOUBLE FLUX « BHDN » (2.55 à 24.75kW)

Figure 15 : Evaporateur plafonnier double flux industriel

La Catalogue LU–VE nous indique ce type d’évaporateur vue qu’il est à haute

efficacité, configurée pour assurer moins de déshumidification. De plus, il correspond bien

à la puissance demandée.

� Température d’évaporation : -6°C ;

� Température ambiante : 0°C ;

� Ecart de température �t : 6K.

Tableau 26 : Evaporateur sélectionné pour CF1

� CHAMBRE FROIDE 1 (0°C)�

Modèle� BHDN 222 -50

Puissance frigorifique [kW]� 16.30

Débit d’air [m3/h]� 7200

Ventilateur �330

220V/1/50Hz (1500tr /min)

Nombre 04

Projection d’air [m] 29

Puissance [W] 135

Resistance Nombre 01

Puissance [W] 4700

Pas d’ailette [mm]� 4.8

Dimension [mm]� Long- larg-haut 2090-845-256


58

• Pour la chambre froide 2 : ÉVAPORATEUR CUBIQUE COMMERCIAUX « MUC » (1.8 à 13.6 kW)

Figure 16 : Evaporateur cubique commercial

Ce type d’évaporateur a été particulièrement adopté vue qu’il est compact, robuste et

répond aux critères exigées.

Caractéristiques :

- Ventilateur : 230V/ 1 /50Hz- classe B- 330- 1500tr/min, 145W – 0.65A ;

- Température d’évaporation : -1°C ;

- Température ambiante : +5°C ;

- Ecart de température �t :6°K.

Tableau 27 : Sélection de l'évaporateur pour CF2

� CHAMBRE FROIDE 2 (+5°C)�

Modèle� MUC 420R



�

Ventilateur �330

Nombre 02

Puissance [W] 145


Resistance � Nombre -

Puissance [W] -

Pas d’ailette [mm]� 4.23

Dimension [mm]� Long- larg-haut 1220-418-400

Catalogue� FRIGA-BOHN


Vu que la température d’évaporation des chambres froides 3 et 4 est très élevée,

l’évaporateur ainsi choisi devra être donc à échangeur de très haute performance, compact

et peut assurer l’humidification des produits stockés. L’évaporateur cubique industriel

NKH répond bien à ces critères.


59

ÉVAPORATEUR CUBIQUE INDUSTRIEL « NKH»

Figure 17 : Evaporateur cubique industriel

Caractéristiques :

- Ventilateur à haute efficacité: 400V/3/50Hz, P = 1200W, Iabs = 2.3A.

- Température d’évaporation : -31°C ;

- Température ambiante : -25°C ;

- Ecart de température �t : 6°K.

Tableau 28 : Sélection de l'évaporateur pour CF3

� CHAMBRE FROIDE 3 (-25°C)

Modèle� NKH 1x 8D C3S

Nombre� 02

Puissance frigorifique [kW] (unitaire)� 22


Ventilateur � 800�

Nombre 01


Puissance [W] 1200

Resistance � Nombre 01

Puissance [W] 10500

Pas d’ailette [mm]� 9

Dimension [mm]� Long-larg-haut 2115-1060-1375

Catalogue� FRIGA- BOHN


ÉVAPORATEUR CUBIQUE INDUSTRIEL « NKH »

Caractéristiques :

- Température d’évaporation : -31°C ; - Température ambiante : -25°C ; - Ecart de température �t : 6°K.


60

Tableau 29: Sélection de l'évaporateur pour CF4

CHAMBRE FROIDE 4 (-25°C)

Modèle� NKH 3 x 8 D C3S

Nombre� 03


Ventilateur�800

(400V/3/50Hz)�

Nombre / évaporateur 03

Puissance [W] 1200

Projection d’air 50

Resistance � Nombre 01

Puissance [W] 24600

Pas d’ailette [mm]� 9

Dimension (Long-larg-haut)� 5315 -1060 - 1375

Catalogue� FRIGA BOHN

�� "��,��.�<��$��

D’après la formule (16), on a :

Tableau 30 : Charges dues aux ventilateurs des 04 CF

Chambre

froide�

iv(nombre)� Pv [W]� τvent [h]� τ

inst [h]� Qvent[W]�

CF10� 04 135 16 16 540

CF2+5� 02 145 16 16 290

CF3-25 02 1200 19.5 19.5 2400

CF4-25� 9 1200 19.5 19.5 10800

�� "��,��.��!��,�<��,��


Tableaux 31 : Charges dues aux résistances de dégivrages des 04 CF

Chambre

froide�

id[nombre]� Pd [W]� τdeg [h]� τ

inst[h/d]� Qdeg[W]�

CF10� 01 5850 02 16 731.25

CF2+5� - - - - -

CF3-25� 02 10500 4.5 19.5 4846.15

CF4-25� 03 24600 4.5 19.5 17030.76


61

��!��--�!��<��$%�<��


Tableau 32 : Puissances effectives des 04 CF

� CF10� CF2+5� CF3-25� CF4-25�

Qint� 13106.64 3556.47 36705.4 140348.73

Qvent[W]� 540 290 2400 10800

Qdeg[W]� 731.25 - 4846.15 17030.76

Qo,eff[W]� 14377.89 3846.47 43951.55 168179.49

On peut donc en déduire que les valeurs de Qo, eff sont inferieures à la puissance de

l’évaporateur sélectionnée auparavant, le choix est alors fixé sur ces types d’évaporateurs.

�� 4 �>��4��*�=�� +��

Les charges thermiques totales pour la centrale positive se déterminent par

l’association des puissances effectives de l’évaporateur des chambres froides positives. De

même pour la centrale négative .

Tableau 33 : Charges thermiques totales

Centrale positive� Centrale négative�

Puissance effective Qo,eff[kW]� 18.22 212.13

Coefficient de foisonnement �� 0.85 0.85

Puissance effective définitive [kW] = Qo,eff * �� 15.49 180.31

Comme on a déjà indiqué dans la méthodologie, le système noyé s’utilise

uniquement quand on a besoin d’une puissance importante, alors, d’après la charge

thermique totale de la centrale positive, on a opté pour le système à injection directe vue

que sa puissance sera faible.

Par contre, pour la centrale négative, la puissance des charges thermiques totales

est importante, l’emploi d’une installation à système noyé sera donc justifié.

�#�� 4��K�� *��1�2�

Il y a quatre types de compresseurs utilisés pour les installations centralisées, à

savoir :

Les compresseurs à pistons : ouverte, hermétique, semi –hermétique.

Les hélicocompresseurs ou compresseurs à vis,


62

Les compresseurs rotatifs,

Les compresseurs centrifuges.

Le choix des compresseurs se fait à partir de la puissance effective de la centrale

considérée.

Tableau 34: Paramètres thermodynamiques utiles pour la sélection des compresseurs

� Centrale positive� Centrale négative�

Fluide frigorigène� R404A R404A

Température d’évaporation [°C]� -6 -31

Sous refroidissement liquide [°K]� 5 5

Température de condensation [°C] +40 +31

Surchauffe (évaporateur) [°K]� 5 5

Surchauffe à l’aspiration [°K]� 10 10

Qo, eff [kW]� 15.49 180.31

�#�� $��<��

Condition de fonctionnement :

La centrale frigorifique positive comporte trois compresseurs identiques, en

parallèle, on divise donc la puissance effective par trois. Et on choisit le modèle à partir

des paramètres suivants :

Données de départ :

- Température d’évaporation : - 6°C ;

- Température de condensation : +40°C ;

- Sous refroidissement de liquide : 5°K ;

- Surchauffe utilisable: 5K ;

- Surchauffe à l’aspiration : 10K ;

- Puissance effective de l’évaporateur : 5.16 kW.

D’où, le modèle sélectionné est :

Tableau 35 : Caractéristiques de chaque compresseur

Modèle BITZER� 2FC-2.2Y�


Puissance de l’évaporateur [kW]� 5.56

Puissance absorbée [kW]� 2. 24

Puissance de condensation [kW]� 7.64


63

Mécanique� Nombre de cycle x percement x course [mm] 2* 46mm* 33mm

Volume déplacé [m3] 1450tr/mn- 50 Hz 9.54

Débit masse [kg/h] 172.9

Moteur � Tension 220 /380V D-3-50 Hz

Intensité de fonctionnement maximale [A] 8.5

Tuyauterie� Aspiration 16 mm - 5/8’’

Refoulement 12 mm - 1/2’’

Huile� Type BSE 32

Charge [dm3] 1

Autres � Poids [kg] 45

Pression max [bar] 19/28

La connaissance de la puissance de l’ensemble des trois compresseurs s’avère

nécessaire pour le dimensionnement des tuyauteries, elle se résume dans le tableau

suivant:

Tableau 36 : Caractéristiques des compresseurs communs

Puissance frigorifique utile [kW]� 17.37�

Puissance absorbée [kW]� 6.72

Puissance de condensation [kW] 23.89

Tuyauterie� Aspiration 28 mm-1 1/8’’

Refoulement 16 mm -5/8’’

�#�� $��,��<��

Pour la chambre froide négative, on a cherché une gamme de compresseurs qui peut

supporter des puissances importantes, l’installation à système noyé correspondant au cycle

à injection totale se fait avantageusement. Pour ce type d’installation, on est amené à

considérer la température de condensation et d’évaporation très éloignée. Le taux de

compression de la machine frigorifique est alors très élevé, avec les conséquences

suivantes :

- Augmentation du litre en vapeur, donc diminution de la production frigorifique

massique : pour une puissance frigorifique donnée, le débit massique de vapeurs à

l'aspiration du compresseur augmente ;

- Forte augmentation du volume massique des vapeurs aspirées (si l’on travaille à basse

température d'évaporation) : le débit volumique de vapeurs aspirées par le compresseur

augmente beaucoup ;


64

- Diminution du rendement volumétrique du compresseur : la cylindrée à installer est

plus importante ;

- Diminution du rendement effectif de compression : le rendement thermodynamique

de l'installation est notablement dégradé ;

- Enfin, la baisse de la température d'évaporation et l'augmentation du taux de

compression ont pour conséquence une élévation importante de la température des

vapeurs refoulées.

Dans notre cas, la température finale des gaz refoulés dépasse 90°C si on a pris

comme température de condensation égale à 40°C. Pour limiter l’augmentation de la

température au refoulement donc, on diminue la température de condensation à 31°C, et

on a utilisé un système de refroidissement caractérisée par l’injection de liquide HP piquée

à la sortie du réservoir de liquide et injecté dans le compresseur. Le compresseur à vis

avec économiseur répond bien à ce critère.

Données de départ :

- Type de compresseurs : Compresseurs à vis avec économiseur.

- Fluide frigorigène : R404A

- Température de référence : Point de rosée

- Température de condensation : 31 °C

- Puissance frigorifique : 180.31kW

- Sous refroidissement de liquide : 5K

- Surchauffe à l’aspiration : 10K

- Surchauffe utilisable : 5K

Le catalogue Bitzer nous indique le modèle HSN6461 - 50 - 40P de puissance 60.4 kW

Tableau 37 : Caractéristiques de chaque compresseur

Modèle marque BITZER� HSN6461 -50 - P�


Puissance de l’évaporateur [kW]� 43.7�

Puissance absorbée [kW] 29.1

Puissance de condensation [kW]� 89.5

Intensité [A]� 49.3

Volume déplacé [m3] 2900tr / min-50Hz� 165

Débit masse [kg/h](HP/BP) 1368/1456

Moteur � Tension 380 - 420V PW-3-50Hz


65

Intensité de fonctionnement maximale [A] 79

Tuyauterie� Aspiration [mm] 54-1 5/8’’

Refoulement [mm] 42-1 5/8’’

Huile� Type BSE 170

Autres � Mode de travail ECO

Pression ECO [bar] 3.25

Poids [kg] 461

Pression maximale [bar] 19/19/28

Et pour l’ensemble de ces trois compresseurs, les paramètres utiles seront alors :

Tableau 38 : Caractéristiques des compresseurs communs

Puissance frigorifique utile [kW]� 181.2�

Puissance absorbée [kW] 87.3 Puissance de condensation [kW] 268.5 Puissance du sous refroidisseur [kW] 2.94

Tuyauterie� Aspiration 133mm-1 1/8’’ Refoulement 54 mm -7/8’’

�&�� 4��K�� 1�2��

�&�� $��<��

Les paramètres thermodynamiques pour la sélection du condenseur sont :

Tableau 39 : Paramètres utiles pour la sélection du condenseur

Fluide R404A

Température d’évaporation [°C] -6

Température de condensation 40

Sous refroidissement de liquide [°K] 5

Surchauffe (évaporateur) [°K] 5

Surchauffe à l’aspiration 10

Rendement isentropique 0.8

Puissances frigorifiques des compresseurs [kW] 17.37


66

Tableau 40 : Point de fonctionnement du cycle

Points du

cycle

Pression [bar] Température [°C] Volume

massiques [m3/kg]

Enthalpies

massiques

[kJ/kg]

1�

2�

3�

4�

5�

6�

7�

4.97

4.97

18.18

18.18

18.18

18.18

4.97

-6

-1

54.97

40.00

39.65

34.65

-6.37

0.03969

0.04089

0.01146

0.00988

0.00103

0.00100

0.00144

362.25

366.97

399.98

380.20

259.29

251.11

251.11

Description1 - 2 : Compression des vapeurs

2 – 3 : Désurchauffe du liquide formé

3 – 4 : Condensation du liquide formé

4- 5 : Sous refroidissement du liquide formé

5 – 6 : Détente du fluide frigorigène

6 – 7 : Vaporisation du fluide frigorigène

7 – 1 : Surchauffe de la vapeur formée


67

Figure 18 : Diagramme enthalpique de l'installation de la centrale positive [17]


68

Détermination de la puissance absorbée par le compresseur :

Tableau 41 : Puissance effective absorbée du compresseur

Caractéristiques� Formule� N°� Résultat� Unité�

Enthalpie à l’entrée du compresseur h1 366.97 kJ/kg

Enthalpie à la sortie du compresseur h2� 399.98 kJ/kg

Enthalpie à l’entrée de l’évaporateur h4� 251.11 kJ/kg

Pression à l’entrée du compresseur P1� 4.97 bars

Pression à la sortie du compresseur P2� 18.18 bars

Volume massique V1� 0.04089 m3/kg

Puissance effective de l’évaporateur Qo,eff� 15.49 kW

Rendement mécanique �m� 0.8 -

Production frigorifique brute Qo� h1-h4 (19) 115.86 kJ/kg

Débit massique du fluide en circulation m� Qo,eff / Qo (20) 0. 1336 kg/s

Débit volumique réellement aspiré V’� m*V1*3600 (21) 19.68 m3/h

Taux de compression �� P2/P1 (22) 3.657 -

Rendement volumétrique �v� 1-0.05 � (23) 0.817 -

Débit volumique balayé par le compresseur V’’�V’/ �v

(24) 24.08 m3

Travail dépensé par le compresseur parfait Wc� h2 - h1 (25) 33.01 kJ/kg

Puissance consommée par le compresseur parfait Pth� m*Wc (26) 4.4 kW

Puissance effective absorbée par le compresseur Peff�Pth*(1/�v) *

(1/�m) (27) 6.72 kW

Le choix du condenseur se fait à partir de la somme de la production frigorifique du

compresseur et celle de la puissance effective absorbée par le compresseur qui est égale à

24.09kW.

Tableau 42 : Paramètres thermodynamique pour la sélection du condenseur

Centrale positive�

Puissance du condenseur� 24.09

Température� Condensation [°C] + 40

Entrée d’eau [°C] + 25

Sous refroidissement liquide [°K]� 5

Débit volumétrique [m3/h]� 4.5


69

Le modèle correspondant est :

Condenseur à eau – Modèle K203H à 2 passes:

� Puissance du condenseur : 24.2 kW ;

� Capacité maximale permise : 36.1kW ;

� Débit volumétrique : 4.5 [m3/h] ;

� Perte de charges : 0.18 [bars] ;

� Poids : 25kg ;

� Largeur * hauteur : 863mm*245mm ;

� Diamètre du tube : 159mm ;

� Contenance réservoir du fluide frigorigène : 11.8 dm3, (max : 11.3kg) ;

� Entrée fluide frigorigène : 16mm - 5/8’’

� Sortie fluide frigorigène : 16mm - 5/8’’

�&�� $��,��<��

Les paramètres thermodynamiques utiles pour le traçage des diagrammes sont

telles que :

• Evaporateur :

- Puissance frigorifique : 180.13kW

- Température : -31°C

- Surchauffe : 5°K

• Condenseur :

- Température : 31°C

- Sous refroidissement: 5°K

• Compresseur :

- Rendement isentropique :

o BP : 0.80

o HP : 0.81

- Pression intermédiaire ECO : 3.25 bar

• Conduite d’aspiration de gaz :

- Surchauffe : 10°K

• Conduite de refoulement de gaz :

- Refroidissement : 20°K


70

Tableau 43 : Point de fonctionnement du cycle

Points du cycle Pression [bar] Température [°C]

Volume massiques [m3/kg]

Enthalpies massiques [kJ/kg]

1

2

3

4

5’’

5

6

7

8

9

10

1.94

3.25

3.25

14.51

14.51

14.51

14.51

3.25

3.25

1.94

1.94

-16

3.16

-3.50

57.28

31

30.62

25.62

-18.27

-18.27

-31

-26

0.10654

0. 06707

0. 06492

0. 01574

0. 01285

0. 00098

0. 00096

0. 020

0.0009

0.0095

0.10136

361.53

375.15

369.23

409.38

378.22

244.78

237.19

237.19

173.43

173.43

349.03

Description

1 – 2 : Compression des vapeurs basse pression

2 – 3 : Désurchauffe des vapeurs refoulés dans la bouteille intermédiaire

3 - 4 : Compression des vapeurs haute pression

4 – 5’’ : Désurchauffe du liquide formé

5’’ – 5 : Condensation du liquide formé

5 - 6 : Sous refroidissement du liquide formé

6 - 7 : Détente du fluide frigorigène

7 - 8 : Séparation du liquide dans la bouteille intermédiaire

8 – 9 : Détente du fluide frigorigène

9 – 10 : Vaporisation du fluide frigorigène

10 - 1 : Surchauffe de la vapeur formée


71

Figure 19 : Diagramme enthalpique de l'installation de la centrale négative [17]


72

Tableau 44 : Puissance effective absorbée du cycle

Caractéristiques� Formule� Résultats�

Unités�

Enthalpie à l’entrée du compresseur BP h1 361.53 kJ/kg

Enthalpie à la sortie du compresseur BP h2� 375.15 kJ/kg

Enthalpie à l’entrée du compresseur HP h3� 369.23 kJ/kg

Enthalpie à la sortie du compresseur HP h4� 409.38 kJ/kg

Enthalpie h8� 173.43

Enthalpie à l’entrée de l’évaporateur BP h9� 173.43 kJ/kg

Enthalpie à la sortie de l’évaporateur BP h10� 349.03 kJ/kg









Puissance effective de l’évaporateur Qo,eff� 180.31 kW

Rendement mécanique �m� 0.8 -

Production frigorifique brute Qo� h10-h9 175.6 kJ/kg

Débit massique du fluide en circulation mBP� Qo,eff/ Qo 1.026 kg/s

Débit massique du fluide en circulation mHP� mBP+ mBP��^_N�^`�^`N^a

1.057

Débit volumique réellement aspiré (BP) V’� mBP*V1*3600 393.36 m3/h

Débit volumique réellement aspiré (HP) V’� mHP*V3*3600 247.03 m3/h

Taux de compression � (BP)� P2/P1 1.675 -

Taux de compression � (HP)� P4/P3 4.464 -

Rendement volumétrique �v (BP)� 1-0.05 � 0.9162 -

Rendement volumétrique �v (HP)� 1-0.05 � 0.7768 -

Débit volumique balayé par le compresseur V’’ (BP)� V’/ �v 429.33 m3/h

Débit volumique balayé par le compresseur V’’ (HP)� V’/ �v 318.01 m3/h

Travail dépensé par le compresseur parfait Wc (BP)� h2 - h1 13.62 kJ/kg

Travail dépensé par le compresseur parfait Wc (HP)� h4 – h3 40.15 kJ/kg


73

Puissance consommée par le compresseur parfait Pth (BP)�

mBP*Wc 13.97 kW

Puissance consommée par le compresseur parfait Pth (HP)�

mHP*Wc 42.44 kW

Puissance effective absorbée par le compresseur Peff (BP)� Pth*(1/�v)*(1/�m) 19.06 kW

Puissance effective absorbée par le compresseur Peff(HP)� Pth*(1/�v)*(1/�m) 68.29 kW

Le choix du condenseur se fait à partir de la somme de la puissance frigorifique du

compresseur et celle de la puissance effective absorbée par le compresseur (BP + HP) qui

est égale à 181.2kW + 87.35 kW = 268.55kW.

Tableau 45 : Paramètres thermodynamiques pour la sélection des condenseurs

� CF négative�

Fluide frigorigène� R404A

Fluide caloporteur [°C]� eau

Puissance du condenseur� 268.55

Température� Condensation [°C] +31

Entrée d’eau [°C] +25

Sous refroidissement liquide [°K]� 5

Surchauffe à l’aspiration [K]� 10

Débit volumétrique [m3/h]� 50.7

Le modèle correspondant nous indique :

Condenseur à eau – Modèle K2923T à 2 passes:

- Puissance du condenseur : 269kW ;

- Capacité maximale permise : 541kW ;

- Débit volumétrique : 50.7 [m3/h] ;

- Perte de charges : 0.28[bars] ;

- Poids : 221kg ;

- Dimension : largeur * hauteur : 1662mm*563mm;

- Diamètre du tube protecteur : 298mm

- Contenance réservoir du fluide frigorigène :67.0dm3

- Charge maximale en fluide : 64.4kg;

- Entrée fluide frigorigène: 54mm - 2 1/8’’

- Sortie fluide frigorigène : 54mm - 2 1/8’’


74

�!�"� ��*(��.��'��%� ��+�*��9+��1F2�

La tuyauterie permet la circulation d’un fluide d’un composant à un autre. Son bon

dimensionnement est utile pour le bon fonctionnement du système et pour respecter le

retour d’huile dans le compresseur. Ainsi, il y a des normes de vitesses à respecter, selon

la caractéristique des fluides circulant dans la tuyauterie. On distingue: la tuyauterie

d’aspiration, la tuyauterie de refoulement et la tuyauterie liquide.

Vitesse d’écoulement du fluide

La vitesse d’écoulement W du fluide est donnée par la formule suivante :

(28)

Où � : masse volumique du fluide en [kg/m3] déterminé selon la tuyauterie considérée

Tableau 46 : Normes de vitesses d’écoulement de fluide

Désignation de la tuyauterie� Vitesse recommandée [m/s]�

Tuyauterie d’aspiration 6 à 12

Tuyauterie de refoulement 6 à 15

Tuyauterie de liquide 0.3 à 1.2

Centrale positive

Pour la tuyauterie d’aspiration, on a �asp =�5b5

=� �

��Hc� 24.45kg/m3

Pour la tuyauterie de refoulement, on a �ref =�5b+

= �

�� = 87.26kg/m3

Avec V1 : volume massique au début de compression et V2 : volume massique à la fin de compression

Pour la tuyauterie liquide, � est déterminé selon la table de saturation dans le

formulaire du froid. Elle est de 1170.23kg / m3.

2

4.( 1 4). . i

QoW

h h dρ=

Π −

Applications et résultats – Dimensionnement des tuyauteries

75

Tableau 47: Vitesse d'écoulement du fluide dans chaque tuyauterie de la centrale positive

� Aspiration� refoulement� liquide�

Qo,eff [kW]� 15.49 15.49 15.49

h1 [kJ/kg]� 366.97 366.97 366.97

h4 [kJ/kg] � 251.11 251.11 251.11

h1- h4� 115.86 115.86 115.86

� [kg/m3]� 24.45 87.26 1170.23

di [m]� 0.025 0. 014 0.014

Vitesse W [m/s]� 11.14 9.96 0.74

En conclusion, la vitesse d’écoulement dans chaque tuyauterie est incluse dans les

normes décrites par le tableau n°46.

Centrale négative

La vitesse d’écoulement W du fluide est déterminée à partir de la formule (28) :

Pour la tuyauterie d’aspiration, on a �asp = �

�� =

�

�� = 9.389 kg / m3

Avec V1 : volume massique au début de compression

Pour la tuyauterie de refoulement, on a �ref = �

�� = 67.56 kg / m3

Pour la tuyauterie liquide, la mase volumique dans la tuyauterie liquide est déterminée

selon la table de saturation dans le formulaire du froid. Elle est de : 1259.16kg / m3.

Tableau 48 : Vitesse d'écoulement de fluide dans chaque tuyauterie de la centrale négative

Aspiration refoulement liquide

Qo,eff [kW] 180,31 180,31 180,31

h10 [kJ/kg] 349.03 349.03 349.03

h9 [kJ/kg] 173.43 173.43 173.43

(h10–h9) [kJ/kg] 175.6 175.6 175.6

� [kg/m3] 9.389 63.53 1259.16

� int [m] 0.128 0.050 0.050

Vitesse W [m/s] 8.50 8.235 0.41

En conclusion, la vitesse d’écoulement dans chaque tuyauterie est incluse dans les

normes décrites par le tableau n°46.

Applications et résultats – Dimensionnement des tuyauteries

76

�� =��J �� 4 =�� +��

La tuyauterie d’aspiration comporte peu de singularités, on adoptera donc

l’hypothèse de nomogramme: Léquivalente = 30% LGéométrique

D’où Ltotale = lequivalente +Lgeometrique

Par contre, la tuyauterie liquide comporte beaucoup de singularités, alors, d’après

l’hypothèse de nomogramme : Léquivalente = 50% LGéométrique

D’où Ltotale = lequivalente +Lgeometrique

La tuyauterie de refoulement ne présente qu’un coude 90° ; La longueur

équivalente de la tuyauterie est donc définie selon l’indication de la singularité, choisie

suivant le diamètre extérieur de la tuyauterie.

Applications et résultats– Dimensionnement des tuyauteries

77

Figure 20 : Cheminement des tuyauteries


78

Légende : Fd : Filtre deshydrateur f : Filtre V : voyant indicateur d’humidité Bsbp : bouteille séparateur basse pression Dfbp : détendeur à flotteur basse pression P : pompe à R404A Rl : réservoir de liquide Y : Electrovanne Ys : Electrovanne de sécurité

Pour la centrale positive, la longueur géométrique des tuyauteries est défini par :

Ligne bleu (L1): Tuyauterie d’aspiration commune : de la sortie de l’évaporateur, à

l’entrée du collecteur d’aspiration : Lgeom = 25m

Ligne rouge (L2) : Tuyauterie liquide commune : de la sortie du condenseur, à l’entrée de

l’évaporateur, Lgeom = 30 m

Ligne verte (L3) : Tuyauterie de refoulement : de la sortie du collecteur de refoulement, à

l’entrée du condenseur, Lgeom = 7m

Pour la centrale négative, elle est défini par :

L1 : De la sortie de l’évaporateur, à l’entrée du collecteur d’aspiration : Lgeom = 50m

L2 : De la sortie du condenseur, à l’entrée de l’évaporateur, Lgeom = 55 m

L3 : De la sortie du collecteur de refoulement, à l’entrée du condenseur, Lgeom = 9m

�� 4��K��C��1�2��

On distingue plusieurs types de détendeurs :

Les détendeurs thermostatiques ;

Les détendeurs à flotteurs ;

Les détendeurs électroniques ou électriques ;

Les détendeurs pressostatiques.

Dans notre cas, on utilise un détendeur thermostatique à égalisation externe pour

les chambres froides positives, et un détendeur à flotteur pour la centrale négative. Avant

la sélection des détendeurs, on procède à la détermination des paramètres, à savoir, les

pertes de charges.

Ces pertes de charges ont des effets néfastes sur le rendement frigorifique. Sa

détermination est donc utile pour le bon fonctionnement de l’installation et pour éviter

toutes risques de panne de pré-détente dans le long des tuyauteries.


79

Perte de charge dans la tuyauterie liquide

Tableau 49 : Perte de charge dans la tuyauterie liquide

� di [m]� � [kg/m3]� W

[m/s]�

Lequivalente

[m]

Lgéom

[m]�

�Pr [bar]�

CF1

CF2�

0.014

0.014

1170.23

1170.23

0.74

0.74

9.75

4.5

19,5

9

0. 200

0.093

Centrale

négative�

0.050 1259.16 0. 41 82.5 82.5 0. 052

Perte de charge dans les accessoires placés en amont du détendeur

Le filtre deshydrateurs peut entrainer une perte de l’ordre de 0.14 Bars,

l’électrovanne donne une perte de 0.2bars, et la perte au niveau du voyant étant

considérée comme négligeable. En additionnant ces pertes de charges, on a :

�pa = 0.14bar + 0.2bars = 0.34 bars.

Perte de charge due à la différence de niveau

La perte de charge ascendante est donnée par :

�Pasc = h.�.g [Pa] (29)

Où h : dénivellation ou différence de niveau entre le détendeur et la tubulure de sortie du réservoir de

liquide g : Accélération de la pesanteur = 9.81m/s-2

� : masse volumique du fluide

La dénivellation est fixée à 3m. On a alors :

Tableau 50: Perte de charge due à la différence de niveau

� [kg/m3] g[m/s] h[m] �Pasc [bar]

Centrale positive 1170.23 9.81 3 0.344

Centrale négative 1259.16 9.81 3 0.371

Pression en amont du détendeur

La pression en amont du détendeur est égale à la pression à la sortie du détendeur

diminuée de la somme des pertes de charges de la conduite liquide.

pamont = pk - �de (30)

Avec�� de � �def :�deg :� dh�ij�

pk : pression de condensation [bar]


80

def : Perte de charges dans les tuyauteries en [bar] deg : Perte de charges dans les accessoires en amont du détendeur en [bar] ��dh�ij�: Perte de charges dues à la différence de niveau en [bar]

Tableau 51: Pression en amont du détendeur

pk [bar] dklmnolp dkomnolp dqors�mnolp �dk [bar] pamont [bar]

CF1CF2

18.18 18.18

0.200 0.093

0.34 0.34

0.344 0.344

0.884 0.777

17.29 17.40

Centrale négative

14.51 0.052� 0.34� 0.371� 0.763� 13.75

Pression en aval du détendeur

Sous l’effet d’un distributeur de liquide, on peut en déduire des pertes de charges

dans la conduite liquide jusqu’à la section de l’évaporateur, à 0.10bar.

La pression au niveau du détendeur sera alors :paval = p0 + 0.10 (31)

Où p0 : pression d’évaporation

D’où le détendeur doit assurer une chute de pression : �p = pamont-paval (32)

Tableau 52: Pression en aval du détendeur et chute de pression

p0 [bar] paval [bar] pamont [bar] �p [bar] CF1

CF2

4.97

4.97

5.07

5.07

17.29

17.40

12.22

12.33

Centrale négative 1.94 2.04 13.75 11.71

� Détermination de la capacité nominale du détendeur

Elle est déterminée par la formule suivante :

Qn = Qo,eff * k�P * kt (33)

Où k�P et kt sont des facteurs de correction. Ils sont choisis à partir du tableau de l’annexe 2.

Qo,eff : Puissance effective de l’évaporateur.

Le facteur de correction correspondant à �p = 12.22 bar est égale k�P = 0.92 pour

CF1, k�P = 0.91 pour CF2. Pour la centrale négative, pour �p = 11.71bar, on k�P = 0.94.

Pour ce qui est du facteur de correction kP , le tableau annexe n°2 nous indique

que pour une température d’évaporation -6°C et une température de liquide en amont du

détendeur de 40 – 5 = +35 °C, on a kP = 1.005. Pour la centrale négative, la température

d’évaporation étant de -31°C, la température du liquide en amont du détendeur sera donc

de 31-5 = 26°C, on a alors kP = 1.72.


81

Tableau 53: Capacité nominale du détendeur

�p [bar] k�P kP Qo,eff [kW] Qn [kW] CF1CF2

12.22 12.33

0.92 0.91

1.005 1.005

14.37 3.84

13.28 3.51

Centrale négative 11.71 0. 94 1. 72 180.31 291.51

D’où les modèles choisis sont :

Tableau 54 : Modèle de détendeur sélectionné

� Nom du Modèle Puissance�[kW]�

Nombre Raccord brides à souder

CF1

CF2�

Détendeur externeTES12 – 67B3345

Détendeur externeTES2 -68Z3403

4.31

14.80

01 01

1/2 – 1/2

1/2 – 1/2

Centrale négative�

Détendeur à flotteur 6F 291 01 3/4 - 3/4

Applications et résultats – Schémas fluidiques

82

�� 4�* �9+��=��+%�� ++ ��%�� +��'��

Figure 21 : Schéma fluidique de la centrale positive


83

Légende : YC : Electrovanne de commande

Dth : Détendeur thermostatique à égalisation externe Vh : Voyant d’humidité Fd : Filtre deshydrateur E : Evaporateur Ei : Echangeur interne c : Clapet de retenue ou clapet anti retour Fa : Filtre d’aspiration f : Filtre Psbp : Pressostat de sécurité basse pression Pshp : Pressostat de sécurité haute pression BP : Pressostat Basse pression HP : Pressostat Haute pression Fh : Filtre à huile Ct : Clapet taré Y : Electrovanne Yrh : Electrovanne retour d’huile Vma : Vanne manuelle d’aspiration Vmr : Vanne manuelle de refoulement RH : Réservoir d’huile SH : Séparateur d’huile Ce : Condenseur à eau multitubulaire RPc : Régulateur de la pression de condensationRl : Réservoir à liquide MC : Moto compresseur Rn : Régleur de niveau YA : Robinet automatique

Rpc : Robinet à pression constante

� Principe de fonctionnement de la centrale positive

A la fin de la vaporisation du fluide , le fluide frigorigène transite par un robinet à

pression constante qui contrôle le niveau de fluide dans l’évaporateur, passe par un filtre

d’aspiration et d’une vanne manuelle d’aspiration, puis entre dans le collecteur

d’aspiration muni d’un pressostat de sécurité basse pression pour servir comme dispositif

de sécurité, ensuite va en direction du compresseur BP muni d’ un pressostat basse

pression connecté du coté basse pression et arrête le compresseur lorsque la pression

devient trop faible, puis elle est comprimée et refoulée à haute pression avec de l’huile

qui est piégée de façon aussi complète que possible par un séparateur d’huile. D’où, ce

dernier attrape l’huile qui s’échappe du compresseur et s’accumule dans les points bas où

elle est évacuée par des purges, injecte cette huile dans un réservoir d’huile qui à son tour,

la distribue en direction des contrôleurs de niveaux qui en font la demande. Ce réservoir

d’huile est par la suite relié au collecteur d’aspiration par une tuyauterie de faible section

muni d’un électrovanne retour d’huile, d’un pressostat différentiel d’huile, d’un filtre à


84

huile et d’un clapet taré qui consiste à dégazer l’huile et de maintenir dans le réservoir une

pression légèrement supérieure à celle dans le collecteur d’aspiration, c’est - à - dire dans

le carter. Le refroidissement des compresseurs est assuré par gaz aspiré.

A la sortie du séparateur d’huile, une tuyauterie avec une double colonne montante

sera prévue pour assurer le retour de l’huile dans le compresseur. Le fluide sera refoulé

vers le condenseur pour se condenser. Il transforme à son tour la vapeur, venant du

compresseur, en liquide s’expliquant par une extraction de chaleur des gaz venant du

compresseur qui entraine le refroidissement des vapeurs du fluide frigorigène, et a

conduit à la formation d’une goutte de liquide.

Après condensation, le fluide se dirige ensuite vers le réservoir de liquide, en

passant par un régulateur de la pression de condensation dont la fonction est de maintenir,

par action modulante, la pression dans ce dernier.

A la sortie du réservoir, le liquide sous- refroidi à la haute pression, passe par un

filtre, un filtre deshydrateurs, le voyant pourvu d’un indicateur de teinte qui vire du vert au

jaune quand la teneur en humidité du fluide dépasse la valeur critique, d’une électrovanne

qui commande le détendeur quand la pression devient trop élevée, passe par un échangeur

interne qui assure le refroidissement du liquide. Le fluide condensé se dirige par la suite

vers le détendeur thermostatique à égalisation externe.

Avant d’entrer dans l’évaporateur, un robinet automatique a été installé pour servir

comme dispositif de sécurité au cas où il y a présence d’une surcharge en liquide.

A la fin de la vaporisation, le cycle recommence et ainsi de suite.


85

Figure 22 : Schéma fluidique de la centrale négative

Applications et résultats – Schémas électriques

86

Legende :

A la différence de la centrale positive, on a :

Bsbp : Bouteille séparatrice basse pression

Dfbp : Détendeur à flotteur basse pression

Rn : Régulateur électrique de niveau

YS : Electrovanne de sécurité commandé par Rn

BAc : Bouteille Anti coup

��!��-��!��(��%��!��$��,��<��

A la fin de la vaporisation du fluide dans l’évaporateur dit « noyé », le fluide

frigorigène, après détente, passe par un robinet à pression constante qui a pour fonction de

contrôler la pression d’évaporation, puis transite par un réservoir appelé : Bouteille

séparatrice basse pression (BSbp), où les phases liquides et vapeurs sont séparés. Le

liquide est envoyé dans les évaporateurs par l’intermédiaire d’une une pompe.

Par contre, la vapeur est reprise à la partie supérieure de la Bsbp, passe par une

bouteille anti - coup de liquide, entre dans le collecteur d’aspiration, ensuite va en

direction du compresseur BP pour être aspiré, puis comprimé et refoulé à haute pression.

Elle sort ensuite du collecteur de refoulement avec de l’huile qui est piégée de façon aussi

complète que possible par un séparateur d’huile. D’où, ce dernier attrape l’huile qui

s’échappe du compresseur et s’accumule dans les points bas où elle est évacuée par des

purges, injecte cette huile dans un réservoir d’huile qui à son tour, la distribue en direction

des contrôleurs de niveaux qui en font la demande. Ce réservoir d’huile est par la suite

relié au collecteur d’aspiration par une tuyauterie de faible section (1/2) muni d’un

pressostat différentiel d’huile, d’un clapet taré, et d’un filtre à huile qui consistent à

dégazer l’huile et de maintenir dans le réservoir une pression légèrement supérieure à celle

dans le collecteur d’aspiration, donc dans le carter.

Ensuite, le fluide sera refoulé vers le condenseur pour se condenser.

Après condensation, le fluide se dirige ensuite vers le réservoir de liquide, en

passant par un régulateur de la pression de condensation dont la fonction est de maintenir,

par action modulante, la pression dans ce dernier.

Pour assurer le refroidissement des compresseurs et limiter l’augmentation de la

température au refoulement, une injection de liquide haute pression piquée à la sortie du

réservoir de liquide sera connectée aux compresseurs munis d’une sonde de pression.

Depuis la sortie du réservoir jusqu’à l’entrée du détendeur à flotteur, le liquide

sous- refroidi à la haute pression, traverse du filtre, du filtre déshydrateus, d’un voyant


87

d’humidité. Le fluide condensé se dirige par la suite vers la bouteille séparatrice basse

pression avant de se détendre au détendeur à flotteur basse pression sis à l’entrée du

Bsbp qui détecte le niveau de liquide BP dans le corps du détendeur et dans le Bsbp muni

d’un régulateur électrique de niveau, qui commande l’ouverture et la fermeture de

l’électrovanne de sécurité YS lorsqu’il y présence d’une surcharge en R404A liquide dans

la BSbp. A la fin de la détente, le fluide détendu à l’état liquide recueilli par la bouteille

sera ensuite véhiculé par la pompe R404A suivi d’un distributeur liquide.

Avant d’entrer dans l’évaporateur, un robinet automatique a été installé pour

servir comme dispositif de sécurité au cas où il y a présence d’une surcharge en liquide.

A la fin de la vaporisation, le cycle recommence et ainsi de suite.

�#�� 4�* ��+� ��=��+%�� ++ ��1�2I�1��2�

Le principe de pilotage d’une installation frigorifique, c’est- à- dire le mode de

réalisation des liaisons entre le détecteurs et les appareils récepteurs sont représentées sous

la forme des schémas électriques.

• Définition

On appelle schéma électrique, la représentation graphique normalisée d’un réseau

d’une installation qui montre les relations mutuelles des différentes parties et les moyens

de liaisons employés à cet effet.

Lors de l’exécution d’un schéma électrique, quelques règles devraient être

respectées, d’où l’exactitude quant au nombre des appareils devant y figuré, la justesse

quant à la position de ces appareils dans le circuit, la clarté et la facilité de lecture pour les

utilisateurs.

Un schéma électrique comporte en général un circuit de puissance et un circuit de

commande.

Centrale positive

Circuit de puissance

Il comprend :

- N / L1, L2, L3 : Alimentation du circuit ;

- Sept (07) disjoncteurs différentiels Qo, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 dont Q0 est le

disjoncteur principal qui coupe l’alimentation au cas où il y aura une défaillance

d’urgence.

- Un fusible F1 de protection de la résistance,


88

- Sept contacteurs dont :

• KM1 : bobine du contacteur du moto-ventilateur de CF1

• KM2 : bobine du contacteur du moto-ventilateur de CF2

• KM3, KM4, KM5 : bobine du contacteur du moto-compresseur.

• KM6 : bobine du contacteur du moteur de la pompe à eau

• KM7 : bobine du contacteur utilisé pour la commande de dégivrage

Circuit de commande

Il est constitué de :

- Six capteurs dont ;

• B1 : thermostat de la chambre froide 1, qui, quand la température 0°c est

atteinte, le thermostat B1 se ferme et l’automate commande l’électrovanne

YA1 de se fermer, le contacteur BP détecte une élévation de pression et

commande la mise en marche des compresseurs selon l’indication de la

pression.

• B2 : thermostat de la chambre froide 2. Quand la température +5°C est

atteinte, le thermostat B2 se ferme, l’automate commande l’électrovanne

YA2 de se fermer, le contacteur BP détecte une élévation de pression et

commande la mise en marche des compresseurs selon l’indication de la

pression.

En résumé, le démarrage des trois compresseurs est commandé par trois séries de

pressostat BP réglées en enclenchement entre deux valeurs admissibles.

• B3, B4, B5 : Capteurs de pressions basse pression enclenchés selon

l’indication de la pression.

• B6 : Capteur de pression haute pression

- Neuf (09) actionneurs KA1, à KA8 qui activent les bobines des contacteurs selon

la commande de l’automate.

Centrale négative

Circuit de puissance

- N / L1, L2, L3 : Alimentation du circuit ;

- Huit (08) disjoncteurs différentiels Q7, Q8, Q9, Q10, Q11, Q12, Q13, Q14 dont Q7 est le

disjoncteur principal qui coupe l’alimentation au cas où il y aura une défaillance

d’urgence.


89

- Deux fusibles de protection de la résistance d’écoulement dont F2 pour CF3, et

F3 pour CF4

- Quinze contacteurs dont :

• KM8 : bobine du contacteur des moto-ventilateurs de CF3 (nombre : 2)

• KM9 : bobine du contacteur de la fin de dégivrage de CF3 (nombre : 2)

• KM10 : bobine du contacteur des moto-ventilateurs de CF4 (nombre : 3)

• KM11 : bobine du contacteur de la fin de dégivrage de CF4 (nombre : 3)

• KM12, KM13, KM14 : bobine du contacteur des moto-compresseurs

• KM15 : bobine du contacteur du moteur de la pompe à eau

• KM16 : bobine du contacteur du moteur de la pompe à frigorigène.

Circuit de commande

On distingue :

- Sept (07) capteurs dont

• B7 : capteurs de température de la chambre froide 4 ;

• B8 : capteurs de température de la chambre froide 3 ;

• B9, B10, B11 : Capteurs de la pression basse pression en enclenchement de

deux valeurs admissibles de pression ;

• B12 : Capteurs de pression haute pression ;

• B13 : Régulateur électrique de niveau qui commande l’électrovanne de sécurité.

- Douze (12) actionneurs KA9 à KA19 qui activent les bobines des contacteurs

selon la commande de l’automate.


90

�Figure 23 : Schéma de puissance de la centrale positive

�


91

Figure 24 : Schéma de puissance de la centrale négative


92

Comme on a indiqué dans la méthodologie, la commande de la centrale est assurée

par un automate programmable. Nous avons utilisé EWCM 900 (contrôleurs de centrales

frigorifiques) de marque Eliwell.

Figure 25 : Schéma de commande de la centrale positive


93

Figure 26 : Schéma de commande de la centrale négative

�&�� *��+� ��=��1�2�

Les divers organes de contrôle à savoir les Ampèremètres, les Voltmètres, les

compteurs électriques, les voyants électriques ainsi que les commutateurs électriques et

inverseurs sont regroupées dans ce que l’on appelle armoire électrique.

Afficheur externe

Figure 27 : Affichage externe de l'armoire électrique


94

Tableau 55 : Signification des diodes LED

Touche Couleur LED Signification

ON / OFF Vert Unité allumée (ON)

ALARME Rouge Présence d’une alarme ; allumée en cas de danger

ENTREE Jaune Instrument correctement installée

HP Orange Clignote au cas où la pression devient anormalement élevée

BP Violet Clignote au cas où la pression devient anormalement basse

Dégivrage Blanc

Afficheur interne

Figure 28 : Armoire électrique pour la commande de la centrale

ECWM 900 ECWM 900

90

C��C ��*�=��> ��'��*�� +�

Etude économique – Evaluation financière

95

�!�"� ��)$��,��

��+�� 4 �>��%��'��*�� +��

Pour mener à bien un projet, une étude économique est une étape importante qu’il

faut prendre en considération. En effet, elle nous donne des indices sur la rentabilité d’un

projet et nous aide à prendre des décisions.

On entend par investissement total d’un projet, le montant total des différentes

charges d’investissements.

��<��(��$�(��!��

Il représente le maximum de dépense. La connaissance de ces montants permettra

d’évaluer les autres charges d’investissements.

Notons par IMP le cout des matériaux principaux, à savoir, les évaporateurs, les

compresseurs, les détendeurs, les condenseurs, le fluide frigorigène, la machine à

glace…).

On a donc pris comme référence IMP.

Figure 29 : Structure moyenne des investissements en limites des unités de production

Les couts des matériaux principaux sont les suivantes :

35


96

Tableau 56: Cout des matériaux principaux

� Désignation�

�

Catalogue �Nombre�

Prix unitaires [Ariary]�

Prix total [Ariary]�

EVAPORATEUR�CF1� Plafonnier

double flux BHDN 222 -50

LU-VE 01 2 300 000 2 300 000

CF2� Cubique commerciaux MUC 420R

FRIGA-BOHN 01 2 000 000 2 000 000

CF3� Cubique industriel NKH 1 x8D C3 S

FRIGA-BOHN 02 28 000 000 56 000 000

CF4� Cubique industriel NKH 3 x 8D C3 S

FRIGA-BOHN 03 28 000 000 84 000 000

Tunnel� Evaporateur pour tunnel NQ 8416 S

FRIGA-BOHN 01 61 200 000 61 200 000

COMPRESSEUR

Centrale positive�

BITZER 2GC-2-2Y

BITZER 03 8 850 000 26 550 000


BITZER S6F- 30-2Y-40P

BITZER 03 38 065 000 114 195 000

Tunnel BITZER 60 .50 -2Y

BITZER 01 44 000 000 44 000 000

CONDENSEURCentrale positive �

Condenseur à eau K203H

BITZER 01 7 000 000 7 000 000


Condenseur à eau K2923 T

BITZER 01 32 500 000 32 500 000

Tunnel Condenseur à eau K573H

BITZER 01 15 450 000 15 450 000

DETENDEUR

CF1

CF2�

Détendeur externe

Détendeur externe

DANFOSS

DANFOSS

01

01

1 500 000

1 300 000

1 500 000

1 300 000 Centrale négative�

Détendeur flotteur DANFOSS 01 4 500 000 4 500 000

Tunnel Détendeur externe TE 55

DANFOSS 01 2 700 000 2 700 000

FLUIDE FRIGORIGENE : 450 000�Machine à glace : 13 500 000Couts des matériaux principaux IMP : 469 145 000


97

En connaissant le montant de ces matériaux principaux, on peut connaître les couts

des autres charges.

Tableau 57: Investissement en limites des unités de production

Intitulés� Calibrage� Montants [Ariary]�

Matériel principal� 100 469 145 000

Matériel secondaire � 70 328 401 500

Montage� 50 234 572 500

Frais indirect de chantier� 35 164 200 750

Imprévus� 30 140 743 500

Investissement en limites des unités de production� I1 = 1 337 063 250

��+��!"��,��%��<��(��

Ces autres charges sont :

��# �� $(�

Ces chiffres d’affaires incluent le montant total des ventes annuelles.

La production journalière est donnée par le flux journalier de chaque produit.

Dans notre cas, les couts des appareils de traitement, les prix des matières premières et les

prix de conservations déterminent les prix de vente de l’unité. On va estimer le prix de

conservation de l’unité à 20% du prix de vente de l’unité, on prendra comme référence le

prix de vente de l’unité pour la vente local, on aura alors :

Tableau 58 : Prix de vente annuel de l’unité

Production journalière [kg

Production annuelle [Kg]

Prix de vente l’unité [Ariary]

Total [Ariary]

Vente local 1560 162240 12 000 1 946 880 000

Exportation 6240 648960 15 000 9 734 400 000

Tableau 59 : Chiffre d’affaires annuel

� Production

journalière [kg]

Production

annuelle [Kg]�

Prix de

conservation de

l’unité (Ar)�

Total [Ariary]

THON

�

7800 811200 2400 1 946 880 000


98

�� # ��) �� )&*��

Il s’agit des dépenses non amortissables à l’année 0, donc récupérable dans une

certaine période de la vie d’un projet. Donc, il correspond à l’investissement nécessaire

dans le cycle d’exploitation du fait de décalage dans le temps d’exploitation entre les

recettes et les dépenses d’exploitations. Il est estimé à 10% du chiffre d’affaire.

Tableau 60: Besoin en fond de roulement

� Montant [Ariary]�

Chiffre d’affaires CA� 1 946 880 000

Besoin en fond de roulement BFR� 194 688 000

��# �� &��

Il constituera une provision pour les diverses dépenses effectuées, du démarrage

jusqu’au régime de fonctionnement nominal. En général, il est à peu près à la moitié du

besoin en fond de roulement.

��%�(��

Elles englobent les installations générales et stockages, les frais d’ingénieries, les

calculs et spécifications des appareils, les intérêts intercalaires, les implantations des

unités et des installations générales, les préparations des dossiers d’appels d’offres auprès

des fabricants d’équipement, les coordinations et contrôles de la construction, l’assistance

au démarrage des unités, les divers sous traitances, les concessions et les droits similaires,

les brevets, les licences, le droit au bail,…On les évalue à 30% de l’investissement I1.

D’où les diverses charges se résument donc par le tableau suivant :

Tableau 61: Divers charges d'investissement

� Formule� Numéro� Montant [Euro]�

Besoin en fond de roulement BFR� 0.1 x CA (3.1) 194 688 000

Frais de démarrage FD� 0.5 x BFR (3.2) 97 344 000

Autres charges� 0.3 x I1 (3.3) 401 118 975

Divers charges d’investissement� Somme 693 150 975

��+%��<��(��$��

Il est la somme des investissements en limites des unités de production et les

diverses charges d’investissement.


99

Tableau 62: Investissement total I

Montant [Ariary]�

Investissements en limites des unités de production I1� 1 337 063 250

Diverses charges d’investissement� 693 150 975

Investissement total I� 2 030 214 225

��+��

Les coûts de production ou coûts opératoires sont des coûts nécessaires pour

maintenir en production une usine, une ligne de production ou un équipement donné.

On distingue les coûts fixes et les coûts variables. La somme de ces deux coûts

permet d’obtenir le coût de production.

��+��!��-�.��

Ils se déterminent par des méthodes empiriques caractérisé par :

Les charges d’amortissements permettant de récupérer le capital investi

dans les équipements de production et témoigne de leur dépréciation.

Les frais financiers représentant les intérêts sur les capitaux empruntés,

et/ou une rémunération des capitaux engagés par fonds propres (notion d’actualisation).

Les frais d’entretien incluant les frais des mains d’œuvres standard et les

interventions des spécialistes au cours des entretiens de routine, des révisions au cours des

arrêts volontaires des unités, des pannes et des urgences.

Les taxes et assurances englobant les divers taxes, les contributions

foncières, les patentes, les frais d’assurances,…

Les frais généraux et sièges incluant les services médicaux et infirmerie,

les laboratoires contrôle- qualités, les dépenses d’administration,…

Ces coûts se résument dans le tableau suivant :

Tableau 63 : Couts fixes

Formule� Numéro� Montant [Ariary]�

Charges d’amortissements� 0.04 xI1 (3.4) 53 482 530

Frais financiers � 0.2 x BFR (3.5) 38 937 600

Frais d’entretien� 0.04 x I1 (3.6) 53 482 530


100

Taxes et assurances� 0.02 x I1 (3.7) 26 741 265

Frais généraux et sièges� 0.01 x I1 (3.8) 13 370 632 ,5

Couts fixes� Somme 186 014 557 ,5

��+��!�L��<��8$��

Les coûts variables sont en relation directe avec le volume de la production. La

transformation industrielle des produits de la pêche comporte en général une part

importante des coûts variables tels que les matières premières évaluées à 55% des coûts de

production, les mains d’œuvres directes à 10%, les emballages à 14% ainsi que les frais

divers à 1%. Ces composantes peuvent représenter jusqu’ à 80 % des coûts de production

pour une usine de traitement de poisson.

En connaissant donc les coûts fixes, on peut évaluer les coûts variables, soit 4 fois

des coûts fixes.

Coûts variables = 744 058 230 Ariary

On en déduit facilement le coût de production qui est la somme des coûts fixes et

des coûts variables.

Coût de production C = 930 072 790 Ariary

�� ?�+�� *�=��

La connaissance de la rentabilité économique d’un projet est une mesure

inéluctable à faire pour savoir la survie d’un projet puisqu’il est un outil indispensable

d’aide à la décision. Différents paramètres sont utiles pour définir la rentabilité d’un

projet.

��?��-�!��!��"�-$�M�

� Le bénéfice brut B : c’est la différence entre les recettes d’exploitations et le coût

opératoire.

B = CA – C (3.9)

A.N. B = 1 946 880 000 - 930 072 790 = 1 016 807 210 Ariary

B = 1 016 807 210 Ariary

� Le bénéfice net Bnet : soit le taux d’imposition de taux a : 30%

Bnet = B (1-a) (3.10)

Bnet = 1 016 807 210 * 0.7 = 711 765 047 Ariary

Bnet = 711 765 050 Ariary


101

� Le cash flow net CF : Il représente les ressources nettes dégagées par

l’investissement. C’est la capacité d’autofinancement de la société, correspondant au

bénéfice après impôt augmenté des amortissements et réservés hors dettes.

CF = Bnet + Amortissement (3.11)

Tableau 64: Bénéfice et cash flow

Montant [ Ariary]�Chiffre d’affaires CA� 1 946 880 000

Cout de production C� 930 072 790

Bénéfice brut B � 1 016 807 210

Bénéfice net Bnet � 711 765 050

Amortissement� 53 482 530

Cash flow CF� 765 247 580

��(��$%��<��(��/��(��G��H��

Il correspond à la durée de l’exploitation nécessaire pour que les revenus

permettent de récupérer le montant de l’investissement. On a :

POT =�t

uv (3.12)

POT = ��M��

�� H� = 2.653

D’où, le temps de retour de l’investissement est alors : 2ans 7mois 23jours

��'�$�� !��$$��G' �H�

C’est la différence entre les Cash-Flows associés à la réalisation du projet et le

capital investi. Il s’agit alors d’actualiser les revenus annuels par rapport à l’année 0,

année de l’investissement.

VAN = - I + �� uv�w:x�k

yk�w (3.13)

Pour le projet, supposons une durée n = 10. Le taux d’actualisation se basera sur

les taux moyens utilisés par les banques : i =18 %


102

Tableau 65 : Actualisation des Cash- Flows

Année Cash Flow net Coefficient d’actualisation

CF actualisé Valeur Actualisé de l’investissement

Année 0 2 030 214 225 1 � 2 030 214 225

Année 1 765 247 580 0.8475 648 514 898 �

Année 2 765 247 580 0.7182 549 588 897 �

Année 3 765 247 580 0.6086 465 753 302 �

Année 4 765 247 580 0.5158 394 706 189 �

Année 5 765 247 580 0.4371 334 496 770 �

Année 6 765 247 580 0.3704 283 471 839 �

Année 7 765 247 580 0.3139 240 230 037 �

Année 8 765 247 580 0.2660 203 585 061 �

Année 9 765 247 580 0.2255 172 529 713 �

Année 10 765 247 580 0.1911 146 211 621 �

TOTAL 3 439 088 327 2 030 214 225

D’où, la VAN = 1 408 874 102Ariary

Comme la VAN est positive, alors le projet est viable.

��.��8�$��G��H�

Il s’agit de déterminer le taux d’actualisation qui annule la VAN. C’est en fait le

taux maximum auquel les revenus du projet permettent de rémunérer le capital investi

sans devenir déficitaire. Il est donné par la formule suivante :

- I +�� uvyZz�w:x�k

yk�w ��= 0 (3.14)

D’où, TRI = 35.52%

Comme on a TRI > 16%, alors le projet est rentable.

��!��-��8�$��G��H�

Il permet de raisonner en valeur relative. Il représente le rapport entre les Cash-

Flows actualisés durant la durée du projet avec l’investissement requis par celui-ci.


103

IP �� uvyZz

�w{x�kyk|w

t� (3.15)

Nous avons alors, IP = M��Mc��HH�M��

��M�� = 1.69

D’où IP = 1.69

Regard environnemental

104

�!�"� ��3$��

�� ++��

De nos jours, l’environnement est en phase de dégradation due au progrès

industriel qui ne cesse de se développer. En effet, produire propre est un problème qui

s’impose pour la plupart des grandes industries. D’où, la conciliation du développement et

environnement est devenue difficile à mettre en œuvre. C’est pourquoi, de nombreuses

conférences ont été mises en route pour atténuer les dégâts et pour l’essor de marché pour

les technologies propres.

��-��1#2�

L’environnement est l’ensemble des milieux naturels ou façonnés par l’homme, y

compris les milieux humains et les facteurs sociaux et culturels qui intéressent le

développement national. Ainsi, développement et environnement sont d’une importance

vitale qu’il ne faut dissocier.

��!��$$��N��/��

Dans les années 1980, la découverte du trou dans la couche d’ozone, la mise en

garde contre les conséquences des changements climatiques par émission des gaz à effet

de serre, la pollution marine, la perte en biodiversité, la dégradation quantitative et

qualitative des ressources halieutiques ont fait prendre conscience de l’ampleur des

risques environnementaux à l’échelle mondial. Ce qui ont contribué à la multiplication des

accords multilatéraux sur la protection de l’environnement, d’où l’apparition du nouveau

principe au cœur des systèmes juridiques internationaux, « les pollueurs – payeurs »

Compte tenu l’importance de l’environnement donc, les projets d’investissement

publics ou privés susceptibles de porter atteinte à l’environnement doivent faire l’objet

d’une étude d’impact, vue la nature technique de l’ampleur des dits projets ainsi que la

sensibilité du milieu d’implantation (Article n° 10, Charte de l’environnement, loi n°

2004-015 du 19.8.04).

L’administration forestière sera renforcée, les lois seront observées selon le

programme gouvernemental Madagascar Action Plan (MAP).


105

Le présent projet nécessite donc une étude d’impact environnemental dû à

l’utilisation des fluides frigorigènes qui est d’ailleurs les principales causes de la

dégradation de l’environnement.

��%�*� ��'��*�� K��

��(��!��,��-�

L’activité industrielle du présent projet se résume en la transformation des thons

(matières premières) en tranche de poissons (produits finis). Tous ces produits subissent

donc des traitements frigorifiques pour optimiser leur durée de conservation.

Ainsi, à partir de ce bref processus, les principaux rejets de ces activités sont :

Rejets liquides : eau de prélavage, lavage et rinçage des matières premières et

produits finis, eaux de nettoyages des différents appareils (mareyage, tarage, écaillage,…)

Rejet gazeux : Fluides frigorigènes des divers équipements dans l’usine : chambre

froide, tunnel de congélation.

Rejets solides : les écailles, les têtes ainsi que les viscères. En fait, ils seront servis

comme alimentation animale (provende). Donc, les rejets solides n’ont pas d’impact direct

sur l’environnement.

Par contre, les rejets liquides ont des effets néfastes sur l’environnement puisque

les eaux de traitement peuvent contenir des produits chimiques permettant d’éliminer les

bactéries et microbes présent dans le thon pouvant affecter directement les cultures

entrainant la réduction de la productivité de ce dernier.

Quant aux rejets gazeux, il est la principale cause de la dégradation de

l’environnement. Certes, les fluides frigorigènes ont des effets dommageables pour

l'environnement notamment lorsqu'ils sont rejetés dans l'atmosphère. Ils sont à base du

chlore et du Brome, à savoir les chlorofluorocarbones (CFC), les Hydrofluorocarbones

(HCFC), les Hydrofluorocarbones (HFC) et les Bromofluorocarbones (BFC).

Influence du fluide frigorigène sur la couche d’ozone

La couche d’ozone est une couche gazeuse stratosphérique située entre 11 à 48km

au dessus de la terre. Elle protège la surface terrestre du rayonnement ultraviolet. C’est un

gaz instable et est particulièrement vulnérable aux attaques des composés naturels

contenant de l’hydrogène, de l’Azote et du Chlore.


106

Elle se forme à partir de la combinaison d’une molécule d’oxygène(O2) et d’un

atome d’oxygène (O).

La découverte d’un trou sur la couche d’ozone a alerté les scientifiques et a fait

l’objet de nombreuses conférences. L’origine du trou est comme suit : la présence des

atomes de chlore et de brome dans les FF détruit la couche d’ozone par action catalytique.

En effet, par réaction, un atome de chlore dissocie une molécule d’ozone en formant du

monoxyde de chlore qui réagit à son tour avec un atome d’oxygène pour libérer du chlore,

ce qui permet à la réaction de catalyser le cycle. D’où, les molécules chlorées tendent à

détruire les molécules d’ozone ce qui entrainent la destruction de l’ozone. Par

conséquent, la couche d’ozone ne joue plus le rôle d’écran protecteur vis - à - vis des

rayons ultra - violet qui se diffusent sur la terre affectant la santé humaine et perturbe

l’équilibre de l’écosystème.

Effet de serre

C’est un phénomène d’origine naturel qui contribue à l’équilibre thermique

terrestre. Il consiste donc à retenir la chaleur solaire de la terre par le biais de pouvoir

absorbant des gaz appelés gaz à effet de serre. Ces gaz sont : H2O, CO2, CH4, O3, NO,

CFC, HCFC, HFC…Ainsi, à trop grande quantité, ils sont devenus responsables du

réchauffement planétaire qui entraine le changement climatique actuel.

Figure 30 : Influence de l'effet de serre sur la surface terrestre


107

Impacts négatifs :

� Réchauffement planétaire

� Cancer de la peau

� Trouble de la vision

� Ralentissement du processus de la photosynthèse

� Disparition des espèces végétales et animales,...

��(��!��-�

Du point de vue économique, ce projet présentera de nombreux avantages. En

effet, l’usine est étudiée et conçue suivant les normes internationales de qualité. Donc, il

fera bénéficier aux consommateurs des produits alimentaires respectant les normes

requises en matière nutritionnelle. Certes, le traitement frigorifique s’avère nécessaire

pour arrêter le développement microbien présent dans le thon, pour leur bonne

conservation. De plus, les produits de l’usine sont de très bonne qualité vue qu’ils sont

immédiatement traités après leur réception à l’usine.

Aussi, les produits de l’usine sont finis, ce qui permet de faciliter les tâches des

consommateurs, raison de plus pour ceux qui n’ont pas suffisamment de temps libre pour

les préparations etc,...

En outre, la production reste indépendante des variations saisonnières puisque les

produits sont conservés dans des chambres froides frigorifiques, permettant un meilleur

ajustement à la demande.

Enfin, ce projet offre de nouveaux emplois, pour les petits pécheurs ainsi que les

populations locales.

��*��% ��

D’après l’article 9 de la loi 99/021, toute activité industrielle doit faire l’objet

d’une sauvegarde de l’environnement pour une production propre et une réduction,

valorisation, traitement et élimination de ses déchets. Ainsi, compte tenu des effets

négatifs susceptibles d’être engendrés par le présent projet, des mesures devront être prise

en compte. En effet, on doit procéder à une analyse des coûts- avantages des stratégies de

prévention de la pollution et des technologies de lutte contre la pollution qui semblent

prometteuses. Pour notre étude, on a opté pour la gestion rationnelle des déchets liquides

et gazeux.


108

Rejets liquides :

On peut procéder au traitement des liquides avant leur déversement dans

l’environnement. Aussi, il sera plus commode de les acheminer par canalisation jusqu’aux

dalles prévues à cet effet, au lieu de les laisser couler directement dans les champs, ou

autres,…

Rejets gazeux :

Les rejets gazeux sont évitables dans le cadre d’un bon entretien. Certes, les rejets

gazeux proviennent des fuites détectés au niveau des équipements frigorifiques. Alors, une

des meilleures solutions sera une bonne maintenance préventive et une détection à temps

des fuites. Aussi, le choix du fluide frigorigène sera aussi un des paramètres à respecter.

Pour le présent projet, on a opté pour le R404A qui a le plus moindre élément nocif à

l’environnement parmi les autres fluides frigorigènes utilisés actuellement.


109

��

En conclusion, Madagascar tire beaucoup d’avantages sur les activités thonières.

Néanmoins, il a été jugé prudent de ne pas investir seul dans ce projet, la conclusion des

accords de pêche avec les pays étrangers et le renforcement de la coopération régionale

pour harmoniser la politique de l’exploitation thonière, vue la migration des ressources,

constitueront les meilleures approches possibles pour l’essor du marché.

Le traitement frigorifique des thons permettra d’évoquer dans le temps

l’approvisionnement des usines de transformations et des commerces, malgré le caractère

saisonnier de ce produit. Ceci est d’ailleurs indispensable pour respecter la

correspondance entre l’offre et la demande.

Ce travail a permis de dimensionner les installations frigorifiques requises à cet

effet. L’utilisation d’une centrale frigorifique permettra d’avoir un meilleur rendement de

l’installation. L’étude économique a d’ailleurs justifié la rentabilité du projet.

Il faudrait entre temps chercher à maximiser les retombées socio-économiques

dues au passage des thoniers dans les ports Malgaches, entres autres, sécuriser

l’environnement socioprofessionnel pour retenir la clientèle et améliorer la prestation de

service.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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MDP /JEXCO, Juin 2004

[2] : ANDRE GAC, Equipements frigorifiques : Automatisme et conception, 356pages,

1997

[3] : CAREL, Commande programme centrale, Centrale frigorifique de 1 à 3

compresseurs, 36 pages, Octobre 1997

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DANFOSS.

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65pages, Aout 2004

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[7] : François Gilbert et Désiré Rabenomanana, Aperçu sur la pêche thonière à

Madagascar, Directions des ressources halieutiques, 08pages, 1988

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Editeurs Baillière, 1965.

[9] : H.J. BREIDERT, calculs des chambres froides, Edition Pyc livres, 118 pages, 1998.

[10] : Océanic Developpement, Poseidon Aquatic Ressource Management, Etude de la

filière thonière, Novembre 2005

[11] : Ministère de l’agriculture, de l’élevage et de la pêche, Monographie de la région de

DIANA, Juin 2003

[12] : Rémi Mongruel, Evaluation des accords de pêche, 34pages, Septembre 1998

[13] : Politique de la pêche à Madagascar, 10pages, Mars 2008

[14] : P.J. RAPIN, P. Jacquard, Aide mémoire – Formulaire du froid, 520pages, 12ème

édition, 2003

[15] : P.J. RAPIN, Installations frigorifiques, tomes1 et 2, PYC édition, 1976

[16] : SAID SLAOUI, Froid commercial et climatisation, mise au point d’une centrale

frigorifique, 34 pages, Juin 2003

[17] : Solkane 2.0 et Solkane 2.6

[18] : Monsieur SOLOFOLALA Andy, Etude comparative technico-économique des

installations frigorifiques à R404A et à R717, mémoires de fin d’études, Génie Industriel,

promotion 2007

[19] : Mademoiselle RAKOTOARISOA Sandy Ravaka, Business Plan pour

l’implantation d’une unité de traitement frigorifique de poisson de mer, mémoires de fin

d’études, Génie Industriel, promotion 2006

[20] : http: // www.mecanoman.13.fr

�� &&��

Annexe 1 : Table de saturation du fluide R404A

Annexe 2 : Facteur de correction

Annexe 3 : Diagramme de l’air humide

Annexe 1 : Table de saturation du fluide R404APHASE LIQUIDE PHASE GAZEUX Chaleur latente de

vaporisation [KJ/kg] �

[°C]P bulle [Bar]

Masse volumique [kg/dm3]

Enthalpie [KJ/kg]

Entropie [KJ/kg]

P rosée [Bar]

Masse volumique [kg/dm3]

Enthalpie [KJ/kg]

Entropie [KJ/kg]

-50.0 0.8567 1.3188 137.8 0.751 0.8176 4.429 339.1 1.656 201.3

-45.0 1.0871 1.3032 143.5 0.777 1.0398 5.541 342.4 1.651 198.8

-40.0 1.3642 1.2874 149.3 0.802 1.3076 6.866 345.6 1.646 196.3

-35.0 1.694 1.2713 155.3 0.827 1.6274 8.431 348.8 1.642 193.6

-30.0 2.0833 1.2549 161.3 0.851 2.0059 10.269 352.0 1.638 190.8

-25.0 2.5391 1.2381 167.4 0.876 2.4504 12.413 355.2 1.635 187.8

-20.0 3.0686 1.221 173.6 0.901 2.9684 14.902 358.3 1.632 184.7

-15.0 3.6797 1.2035 180.0 0.926 3.5677 17.78 361.4 1.630 181.4

-10.0 4.3804 1.1855 186.5 0.950 4.2566 21.094 364.4 1.628 177.9

-5.0 5.1789 1.1671 193.2 0.975 5.0438 24.899 367.3 1.626 174.2

0.0 6.0841 1.1481 200.0 1.000 5.938 29.258 370.2 1.624 170.2

5.0 7.1048 1.1285 207.0 1.025 6.9486 32.243 372.9 1.623 165.9

10.0 8.2505 1.1081 214.2 1.050 8.0852 39.938 375.5 1.621 161.3

15.0 9.5307 1.087 221.6 1.076 9.3574 46.443 378.0 1.619 156.4

20.0 10.9554 1.065 229.2 1.101 10.7755 53.88 380.3 1.618 151.1

25.0 12.5348 1.0418 237.1 1.127 12.3498 62.397 382.4 1.615 145.3

30.0 14.2798 1.0174 245.3 1.154 14.0911 72.18 384.2 1.613 139.0

35.0 16.2012 0.9914 253.8 1.181 16.0102 83.469 385.8 1.610 132.0

40.0 18.3104 0.9635 262.7 1.209 18.1185 96.58 387.0 1.606 124.3

45.0 20.6193 0.9332 272.1 1.238 20.4276 111.952 387.9 1.602 115.7

50.0 23.1401 0.8996 282.2 1.268 22.9493 130.221 388.1 1.596 106.0

Facteur de correction Kp

T°

du li

quid

e à

l’en

trée

du

déte

ndeu

r Température d’évaporation en °C

[°C] +30 +25 +20 +15 +10 +5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45

+60 1.56 1.59 1.64 1.69 1.74 1.81 1.88 1.96 2.06 2.43 2.95 3.56 4.37 5.38 6.71 8.47

+55 1.32 1.35 1.38 1.42 1.46 1.50 1.55 1.61 1.68 1.96 2.36 2.83 3.43 4.16 5.12 6.34

+50 1.16 1.18 1.20 1.23 1.12 1.30 1.34 1.38 1.43 1.67 1.99 2.37 2.85 3.43 4.18 5.14

+45 1.04 1.05 1.07 1.10 1.12 1.15 1.18 1.22 1.26 1.46 1.74 2.05 2.46 2.95 3.57 4.35

+40 0.94 0.96 0.97 0.99 1.02 1.04 1.07 1.09 1.13 1.30 1.55 1.82 2.17 2.59 3.13 3.80

+35 0.87 0.88 0.90 0.91 0.93 0.95 0.97 1.00 1.02 1.18 1.40 1.64 1.96 2.33 2.80 3.38

+30 0.81 0.82 0.83 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 1.08 1.28 1.50 1.78 2.11 2.53 3.05

+25 0.76 0.77 0.79 0.80 0.82 0.83 0.85 0.87 1.00 1.18 1.39 1.64 1.94 2.32 2.79

+20 0.73 0.74 0.75 0.77 0.78 0.80 0.81 0.94 1.10 1.29 1.52 1.80 2.15 2.58

+15 0.70 0.71 0.72 0.73 0.75 0.76 0.88 1.03 1.21 1.42 1.68 2.00 2.40

+10 0.67 0.68 0.69 0.71 0.72 0.83 0.97 1.13 1.34 1.58 1.88 2.25

+5 0.65 0.66 0.67 0.68 0.78 0.92 1.07 1.26 1.49 1.77 2.11

0 0.63 0.64 0.65 0.75 0.88 1.02 1.20 1.41 1.67 2.00

-5 0.61 0.62 0.71 0.83 0.97 1.14 1.34 1.59 1.90

-10 0.60 0.68 0.80 0.93 1.09 1.28 1.52 1.81

Facteur de correction K�p

�p

[bar]

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9

K�p 4.55 3.21 2.62 2.27 2.03 1.86 1.72 1.61 1.52 1.44 1.37 1.31 1.26 1.21 1.14 1.07

�p

[bar]

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

K�p 1.02 0.97 0.93 0.89 0.86 0.83 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.69 0.67 0.66 0.64

Annexe2 : Facteur de correction

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1.1 DESCRIPTION DU PROJET .............................................................................................. 1�

1.1.1 Présentation du projet ................................................................................................... 1�

1.1.2 Portée du projet ............................................................................................................. 2�

1.1.3 Contraintes .................................................................................................................... 2�

1.1.4 Approche ....................................................................................................................... 2�

1.1.5 Produits de l’usine ....................................................................................................... 3�

1.1.6 Vente et consommation ............................................................................................... 3�

1.2 ZONE D’IMPLANTATION ............................................................................................... 3�

1.2.1 Présentation de la région et justification de son choix ................................................. 3�

1.2.2 Milieu physique ........................................................................................................... 4�

1.2.3 Climat ........................................................................................................................... 6�

1.2.4 Concurrence ................................................................................................................. 6�

1.3 PÊCHE THONIÈRE ........................................................................................................... 7�

1.3.1 Historique ...................................................................................................................... 7�

1.3.2 Types de thons ............................................................................................................ 7�

1.3.3 Situation de la pêche ................................................................................................... 7�

1.3.4 Processus de transformation du présent projet ............................................................ 8�

1.3.5 Mise en boite ................................................................................................................. 9

2.1 PRODUCTION DU FROID ............................................................................................... 10�

2.1.1 Moyens ........................................................................................................................ 10�

2.1.2 Principe de fonctionnement d’un système à évaporation .......................................... 11�

2.2 MODE DE TRANSFERT THERMIQUE ......................................................................... 11�

2.2.1 La conduction ............................................................................................................ 11�

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INTRODUCTION

2.2.2 La convection ............................................................................................................. 12�

2.2.3 Le rayonnement ................................................................. Erreur ! Signet non défini.�

2. 3 INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES ET SES COMPOSANTES PRINCIPALES .... 14�

2. 3.1 Base de l’installation frigorifique ............................................................................. 14�

2. 3.2 Composantes frigorifiques principales ..................................................................... 14�

2.4 FLUIDE FRIGORIGÈNE ................................................................................................. 15�

2.4.1 Classification ............................................................................................................. 15�

2.4.2 Critères utiles sur le fluide réfrigérant ...................................................................... 16

3.1 GESTION DE PRODUCTION ......................................................................................... 17�

3.2 PLAN EN CHIFFRES ....................................................................................................... 17�

3.3 NOTION DE GESTION DES STOCKS .......................................................................... 19�

3.3.1 Stock en Matière Première ......................................................................................... 19�

3.3.2 Stock en Produit Fini ................................................................................................. 19�

3.3.3 Mouvement des marchandises ................................................................................... 20�

3.3.4 Flux journalier ............................................................................................................ 20�

3.4 CONDITIONNEMENT ET EMBALLAGE ..................................................................... 21�

3.5 CONTRÔLE QUALITÉ DES PRODUITS ...................................................................... 22�

3.5.1 Normes ....................................................................................................................... 22�

3.5.2 Dossier d’agrément .................................................................................................... 22�

3.5.3 Principe du système HACCP ..................................................................................... 23�

3.6 TRANSPORT TERRESTRE ............................................................................................ 24�

3. 7 ÉTAPES DE PRODUCTION .......................................................................................... 25

1.1 MODE DE CALCUL ......................................................................................................... 26�

1.1.1 Les charges thermiques externes ................................................................................ 26�

1.1.2 Les charges thermiques internes ................................................................................. 29�

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13 ………………………..

1.2 PUISSANCE FRIGORIFIQUE PREVISIONNELLE ...................................................... 31�

1.3 PUISSANCE EFFECTIVE DE L’EVAPORATEUR ....................................................... 32

2.1 ÉTUDE ET CONCEPTION D’UNE CENTRALE FRIGORIFIQUE ............................ 33�

2.1.1 Définition d’une centrale ........................................................................................... 33�

2.1.2 Constituants et accessoires d’une centrale frigorifique ............................................. 33�

2.1.3 Principe du système noyé .......................................................................................... 36�

2.2 AVANTAGES DE L’UTILISATION DE LA CENTRALE FRIGORIFIQUE ............... 36�

2.3 SÉCURITÉ, CONTRÔLE, RÉGULATION et COMMANDE d’une CENTRALE ...... 36�

2.4 CYCLE A INJECTION TOTALE (FLUIDE : R404A) .................................................... 39�

2.4.1 Schéma de l’installation frigorifique à injection totale .............................................. 39�

2.4.2 Principe ...................................................................................................................... 39

3.1 ENTREPOTS FRIGORIFIQUES DE CONSERVATION DES THONS ........................ 41�

3.2 DISPOSITIONS DES CHAMBRES FROIDES ET TUNNEL ........................................ 41�

3.3 PLAN SIMPLIFIE DE L’USINE ...................................................................................... 42�

3.4 JUSTIFICATION SUR LE CHOIX DU FLUIDE EN R404A ......................................... 43�

3.4.1 Définition ................................................................................................................... 43�

3.4.2 Avantages de l’utilisation de R404a .......................................................................... 43�

3.4.3 Influence du fluide R404a sur l’environnement ....................................................... 43�

3.5 ÉQUIPEMENTS FRIGORIFIQUES ................................................................................ 43�

3.6��AMENAGEMENT DU TERRITOIRE AVEC LES NORMES EN VIGUEUR .............. 45

1.1 DETERMINATION DES DIMENSIONS DES CHAMBRES FROIDES ..................... 47�

1.2 CALCUL DES CHARGES THERMIQUES .................................................................... 48�

1.2.1 Charges thermiques externes ..................................................................................... 49�

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1.2.2 Charges thermiques internes ...................................................................................... 54�

1.2.3 Puissance frigorifique prévisionnelle de l’évaporateur ............................................. 56�

1.3 CHOIX DE L’ÉVAPORATEUR ...................................................................................... 57�

1.3.1 Paramètres utile pour le choix de l’évaporateur ........................................................ 57�

I.3.2 Charges dues aux ventilateurs .................................................................................... 60�

I.3.3 Charges dues aux résistances de dégivrage ................................................................ 60�

I.3.4 Puissance effective de l’évaporateur ......................................................................... 61�

I.4 CHARGES THERMIQUES TOTALES ............................................................................ 61�

I.5 CHOIX DES COMPRESSEURS ...................................................................................... 61�

I.5.1 Centrale positive ......................................................................................................... 62�

I.5.2 Centrale négative ....................................................................................................... 63�

I.6 CHOIX DU CONDENSEUR ............................................................................................ 65�

I.6.1. Centrale positive ......................................................................................................... 65�

I.6.2 Centrale négative ........................................................................................................ 69

2.1 VITESSE D’ECOULEMENT DU FLUIDE ...................................................................... 74�

2.2 CARACTERISTIQUES DES TUYAUTERIES POUR CHAQUE CENTRALE .......... 76�

2.3 CHOIX DU DÉTENDEUR ............................................................................................... 78�

2.4 SCHEMA FLUIDIQUE DE L’INSTALLATION D’UNE CENTRALE POSITIVE ..... 82�

2. 4.1 Principe de fonctionnement d’une centrale négative ............................................... 86�

2.5 SCHEMAS ELECTRIQUES DE L’INSTALLATION .................................................... 87�

2.6 ARMOIRE ELECTRIQUE ............................................................................................... 93

3.1 LES CHARGES D’INVESTISSEMENT TOTALES DU PROJET ................................. 95�

3.1.1 Investissement en limites des unités de production ................................................... 95�

3.1.2 Les autres charges d’investissements ......................................................................... 97�

3.1.3 L’investissement total du projet .................................................................................. 98�

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CONCLUSION........................................................................................................................

3.2 LES COUTS DE PRODUCTION ..................................................................................... 99�

3.2.1 Les couts fixes ........................................................................................................... 99�

3.2.2 Les couts variables ................................................................................................... 100�

3.3 RENTABILITE ECONOMIQUE .................................................................................... 100�

3.3.1 Bénéfice et cash flow ............................................................................................... 100�

3.3.2 Temps de retour de l’investissement ou Pay Out Time (POT) ................................ 101�

3.3.2 Valeur Actuelle Nette (VAN) .................................................................................. 101�

3.3.2 Taux de rentabilité interne (TRI) ............................................................................. 102�

3.3.3 Indice de profitabilité (IP) ....................................................................................... 102

4.1 SITUATION ACTUELLE ............................................................................................... 104�

4.1.1 Définition .................................................................................................................. 104�

4.1.2 Principe des pollueurs – payeurs ............................................................................. 104�

4.2 ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX .......................................................... 105�

4.2.1 Impact négatif ........................................................................................................... 105�

4.2.2 Impact positif ........................................................................................................... 107�

4.3 MESURES D’ATTENUATION ...................................................................................... 107

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109

Auteur : RAKOTONARIVO Vonifanjasoa Tolojanahary Tél : 033 12 209 89Adresse : Lot II F 81 G Bis LA Andraisoro Antananarivo 101

Titre: « CONTRIBUTION A L’ETUDE ET A LA CONCEPTION D’UNE CENTRALE

FRIGORIFIQUE A SYSTEME NOYE POUR UNE USINE DE TRAITEMENT DE THON »

Nombres de pages : 109Nombres de figures : 30 Nombres de tableaux : 65

RESUME

Du fait des variations saisonnières des captures du thon dans notre île, près de 50000 tonnes

de thons par an seulement ont été exploités dans le littoral d’Antsiranana. Il convient à cet effet de

profiter une exploitation intensive de thons durant la saison. La conclusion des accords avec les

étrangers nous constitue une meilleure approche possible pour l’essor du marché. Aussi, de

nouvelles techniques plus performantes et plus économiques se présentent de nos jours. Dans ce

sens, ce présent mémoire porte sur « l’étude et la conception d’une centrale frigorifique à système

noyé pour une usine de traitement de thon d’une capacité de 12Tonnes par jour ». Ceci expose

donc le besoin en froid, permettant d’assurer une source fiable de produit de qualité, destinée à

répondre aux besoins de la demande et à la joie des consommateurs, durant toute l’année.

Mots clés : Thon, froid, stock, centrale frigorifique, équipements frigorifiques.

ABSTRACT

Because of the seasonal variations of the captures of the tuna in our island, close to 50000

tons of tunas per year only have been exploited in the coastline of Antsiranana. It suits this effect

to benefit an intensive exploitation of tunas during the season. The conclusion of the agreements

with the strangers constitutes us a better possible approach for the amelioration of the market.

Also, new techniques which are more effective and more economic appear nowadays. In this

sense, the present memory is about the survey and the conception of a refrigerated power station

to drowned system for a processing plant of tuna with capacity: 12 tons per days. Therefore, it

exposes the need in cold weather, permitting to assure a reliable source of quality product,

destined to answer the needs of the demand and the joy of the consumers, during all year round.

Key words: Tuna, cold, stock, refrigerated power station, refrigerated facilities.

Directeur de mémoire : Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

Maitre de conférences

contribution a l’etude et a la conception d’une …

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