Mise en production d’une cabine laser et étude d’un groupe frigorifique 2022 25 JUILLET Créé par : Marina CLAUDE Page 1 sur 10 En recherche permanente d’amélioration terme de qualité des pièces et de délais de production, l’entreprise Baccarat a fait le choix d’une nouvelle technologie au sein de leur parc machine, une cabine de gravure laser. Implantée depuis juillet 2020, nous allons dans un premier temps analyser les procédures déjà mises en place afin d’y apporter des solutions supplémentaires et faciliter la mise en production de cette machine. Dans un second temps, je vais procéder à l’étude d’un groupe frigorifique dans le but d’évaluer son rendement. « L’onglet Insertion contient des outils encore plus faciles à utiliser, par exemple pour ajouter un lien hypertexte ou insérer un commentaire. » Page 2 sur 10 Introduction Vous voulez insérer une image à partir de vos fichiers ou ajouter une forme, une zone de texte ou un tableau ? Procédez comme suit : Sous l’onglet Insertion du ruban, appuyez simplement sur l’option souhaitée. Page 3 sur 10 Sommaire 1 Mise en production de la cabine laser .............................................................................................. 5 1.1 Présentation de l’entreprise ........................................................................................................ 5 1.2 Histoire et dates clés ................................................................................................................... 6 1.3 Récapitulatif de la mission ........................................................................................................... 7 1.3.1 Contexte et problématique de la mission ............................................................................ 7 1.3.2 Tableau de synthèse ............................................................................................................. 7 1.4 2 Démarche méthodologique ......................................................................................................... 8 1.4.1 Schéma général de la mission ....................................Ошибка! Закладка не определена. 1.4.2 Démarches réalisées ............................................................................................................ 8 1.5 Analyse de la situation et solutions envisagées .......................................................................... 8 1.6 Résultats ...................................................................................................................................... 8 Etude d’un groupe frigorifique ......................................................................................................... 8 Page 4 sur 10 1 Mise en production de la cabine laser 1.1 Présentation de l’entreprise Baccarat est une entreprise de luxe spécialisée dans la fabrication et la commercialisation d’articles en cristal. Elle est dirigée par Mme Margareth HENRIQUEZ. La société emploie environ 650 personnes (hors filiales), 125 à Paris où se trouve la direction générale et la direction commerciale et 525 personnes à Baccarat où se trouve la manufacture et le siège social. La société possède de nombreuses boutiques en France et à l’international, est représentée dans plus de 90 pays avec plus de 1800 points de vente agréés. En 2018 le chiffre d’affaires s’élevait à 95 millions d’euros dont près de 80% est réalisé à l’exportation. La fabrication du cristal de Baccarat se fait en revanche, exclusivement à Baccarat sur un site de 8 hectares. Page 5 sur 10 1.2 Histoire et dates clés 1764 C’est en 1816 que l’entreprise verra véritablement le jour lorsqu’elle est transformée en cristallerie par Gabriel-Aimé d’Artigues. L’usine emploie 900 ouvriers et son rayonnement grandit et devient mondial pour atteindre 1125 ouvriers en 1855 et 2223 en 1900. Le Cristal de Baccarat s’exporte à l’international notamment en Italie, en Allemagne, en Suisse et en Amérique. 1816 1823 1839 1860 La filiale Baccarat Inc. est créée aux EtatsUnis. 1948 1967 Naissance de la filiale Baccarat Pacific à Tokyo, au Japon. Baccarat est la maison de luxe française qui emploie le nombre le plus élevé de Meilleurs Ouvriers de France, et la seule Manufacture de cristal à compter un Maître d’Art. Création d’une verrerie à Baccarat. Le roi Louis XV accorde à l’évêque de Metz, Louis de Montmorency - Laval, l’autorisation d’établir une verrerie dans le village de Baccarat en Lorraine, sur les bords de la Meurthe, baptisée « Verreries Sainte - Anne » en 1775. Cédée en 1823, Baccarat deviendra en quelques années la première cristallerie de France. Elle se voit attribuer sa première commande royale, un service de verres pour le Roi de France Louis XVIII. Ce fut alors le début d’une longue série de commandes pour les familles royales et chefs d’état de toute la planète. Création de la marque Baccarat. Le 29 octobre, Baccarat dépose sa marque de fabrique au greffe du tribunal de commerce de Paris. Création de l’estampille, qui représente une carafe, un verre à pied et un gobelet inscrits dans un cercle. Construction du premier four à bassin à fusion continue. Installation du musée du cristal au château. 1984 1989 La société passe sous le contrôle du groupe français Taittinger. Puis en 2005 c’est le fond d’investissement américain Starwood Capital Group qui dirige la société jusqu’à l’entrée majoritaire au capital en 2017 du fond chinois Fortune Fountain Capital. 2006 Le groupe clôture une année 2021 exceptionnelle. 2022 Page 6 sur 10 1.3 Récapitulatif de la mission 1.3.1 Contexte et problématique de la mission Une demande d’investissement a été rédigée courant juillet 2019 dans le but d’acquérir une cabine de marquage au laser. Cette technologie apporte de multiples avantages sur différents plans : - en termes de qualité de motifs (le laser permet une finesse des motifs jusqu'à proche du perceptible et une fidélité parfaite avec le design demandé par le client), - en termes simplicité de mise en œuvre (actuellement la gravure se fait principalement au sablage - on utilise de la chromaline en guise de masque ce qui nécessite de bien positionner le masque et de bien protéger les parties à ne pas graver- ou le gravographe, technologie quasiment obsolète dont la manufacture voudrait s’affranchir), - en termes de développement du business (opportunités de business accrues grâce à une réponse rapide et pertinente). La cabine laser a été implantée le 15/07/2020 et sur 3 articles en production actuellement seulement une seule référence a été validée. Lors de la réunion de lancement de la mission, il a été révélé que les opérateurs n’étaient ni formés ni à l’aise de manipuler la cabine laser. Ils n’ont eu qu’une formation succincte et orale, aucun mode opératoire n’a été rédigé. Aujourd’hui, la charge de travail que la cabine de marquage au laser censée supporter est non atteinte et l’investissement n’est donc pas rentable pour le moment. 1.3.2 Tableau de synthèse Élément de référence Thème de la mission Calendrier de la mission Intervenants Détails Étude des solutions existantes Référencement des articles à produire sur la cabine laser Rédaction de fiches techniques et mode opératoires Formation à l’utilisation du laser des opérateurs Date du lancement de la mission : 8 mars 2022. Point sur l’avancement des problèmes repérés : Estelle ROUALEN - Spécialiste Technique Organisation Industrielle Yohan EMARD - Responsable UAP Assemblage et Tradition Gaël DUVIC - Chef d'équipe Finitions Malween HUMBERTCLAUDE - Chef de Projet Travaux Neufs Sandrine LECOMTE - Opératrice de Décoration Page 7 sur 10 1.4 Démarche méthodologique 1.4.1 Collecte des données disponible Cahier des charges de la cabine laser Demande d’investissement LANCEMENT DE LA MISSION Identification des besoins / élaboration de la méthodologie à suivre / définition des acteurs de la mission Etape 1 : APPROFONDISSEMENT DE L’ANALYSE DES BESOINS Obtenir un retour sur investissement (ROI) au plus vite. Basculer des références du gravographe (technologie obsolète) vers le laser. Encadrer l’utilisation de la cabine laser en toute sécurité. Etape 2 : PRECONISATION OPERATIONNELLE EN TERMES DE PROGRAMMATION - Identification des articles à basculer du gravographe au laser, - Rédaction de mode opératoires concernant l’utilisation de la cabine laser (mise en route du système et fin de poste) et du panel opérateur, - Rédaction de fiches techniques pour chaque article produit sur la cabine de marquage laser, -Création de l’outillage adapté de sorte à manipuler le moins possible 1.4.2 Démarches réalisées En premier lieu, nous avons réalisé, une réunion de mise au point le avec tous les intervenants afin d’identifier, les points bloquants quant à la mise en production de la cabine de marquage laser. 1.5 Analyse de la situation et solutions envisagées 1.6 Résultats 2 Etude d’un groupe frigorifique La réaction chimique de polymérisation permettant la synthèse industrielle du polychlorure de vinyle (PVC) est une réaction exothermique. Pour contrôler la température du milieu réactionnel, on utilise un circuit d’eau refroidie par le groupe frigorifique que l’on se propose d’étudier. Page 8 sur 10 Dans ce groupe frigorifique, un fluide frigorigène (ici le fréon 22), décrit le cycle fermé de transformations suivant et schématisé sur la figure ci-dessous. Dans le compresseur, le fréon initialement dans l’état A sous forme de vapeur saturée (ou saturante sèche), subit une compression adiabatique irréversible jusqu’à l’état B avec une pression PB à 10 bar et une enthalpie massique hB à 450 kJ.kg-1. Dans le condenseur, la transformation est isobare. Le fréon est d’abord refroidi (jusqu’à l’état C) puis complètement liquéfié jusqu’à l’état de liquide saturant (état D). Le condenseur est un condenseur à eau : l’énergie est prise au fréon par l’eau du circuit de refroidissement (circuit 1 sur la figure). Dans le détendeur, le fréon subit une détente isenthalpique (jusqu’à l’état E). Dans l’évaporateur, il termine sa vaporisation lors d’une transformation isobare (retour à l’état A). L’échange thermique correspondant est effectué avec l’eau du circuit 2. Nous savons donc que la pression à l'état initial (état A) est PA à 5,5 bar, que la puissance absorbée sur l'arbre du compresseur est de PC= 1 000 kW, que la capacité thermique massique de l’eau c = 4 185 J.kg-1.K-1 et que la masse volumique de l’eau est ρ =1 000 kg.m-3. Pour bien visualiser le cycle de transformation, nous allons placer les points A, B, C, D et E sur un diagramme enthalpique. Nous déterminons que hA = 407 kJ.kg-1, hC = 413 kJ.kg-1 et hD = hE = 229 kJ.kg-1. Aussi le fréon se trouve à l'état de vapeur sèche à la sortie du compresseur sous la proportion suivante et à l'état de vapeur saturante à la sortie du condenseur. Grâce au diagramme enthalpique nous savons qu’à la sortie du compresseur (point B), le fréon 22 est à l’état de vapeur sèche surchauffée et qu’à la sortie du détendeur (point E), il est à l’état de vapeur saturante. Pour mener à bien le calcul de l’efficacité du groupe frigorifique, nous allons commencer par l’étude du compresseur, puis du condenseur et enfin de l’évaporateur. Le travail mécanique échangé par unité de masse de fréon lors de sa compression est noté Wc. Selon le premier principe de la thermodynamique, Δh = w+q pour un système ouvert. Comme dans un compresseur il n’y a pas d’échange de chaleur, Q=0. On en déduit donc que : Δh = Wc+q ↔ Wc = ΔhA→B = hB-hA = 450 – 407 = 43 kJ.kg-1 Page 9 sur 10 On en déduit le débit massique Dm : P𝐶 = D𝑚 x W𝐶 ↔ D𝑚 = 𝑃𝐶 𝑊𝐶 = 1000 × 103 43 × 103 = 23,26 kg.s-1 Grâce au premier principe de la thermodynamique, Δh = w+q pour un système ouvert. Dans un condenseur, il n’y a pas de parties mobiles, w = 0. Donc : Δh = w+ QBC ↔ QBC = ΔhB→C = hC-hB = 413 – 450 = -37 kJ.kg-1 Sur le diagramme enthalpique, on lit tb = 70°C et tc = 25°C. On peut donc calculer la capacité thermique C du fréon à l’état gazeux. On admet que le fréon se comporte comme un gaz parfait, donc : QBC = C x Δt ↔ C = 𝑄𝐵𝐶 𝑡𝐶 −𝑡𝐵 = −37 ×103 25 − 70 = 840 J.kg-1 = 0.84 kJ.kg-1 On peut donc en déduire la chaleur latente de vaporisation Lv du fréon sous 10 bar : Nous savons que QCD = hD-hC et QCD = -m x Lv ↔ Lv = hD-hC = 413 – 229 = 184 kJ.kg-1 Passons maintenant à l’étude de l’évaporateur. Dans un premier temps, je calcule la quantité de chaleur QEA. Selon le premier principe de la thermodynamique, Δh = w+q pour un système ouvert. Dans un condenseur, il n’y a pas de parties mobiles, w = 0. Donc : Δh = w+ QEA ↔ QEA = ΔhE→A = hA-hE = 407 – 229 = 178 kJ.kg-1 Pour caluler Page 10 sur 10
