Etude-des-convoyeurs-a-bande

Ecole National de l’Industrie Minérale(E.N.I.M)
Rapport de stage
Département Electromécanique
Juillet 2011
Effectué à
OCP de Safi
Sujet :
Etude critique des convoyeurs à bande
Et dimensionnement de la transporteuse « SA »
Réalisé par :
abdelaziz Dahammou
encadré par :
Younes Chahid Misbahi
Table de Matière
Introduction générale
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accueil
1. Présentation du groupe OCP…………………………………………………………………………………..6
1.1. Organigramme du groupe OCP…………………………………………………………………..6
2. Présentation de Maroc phosphore Safi(CIS)……………………………………………………….….7
2.1. Introduction………………………………………………………………………………………………..7
2.2. Organigramme…………………………………………………………………………………………..7
2.2.1. La division Maroc chimie « CIS/PC »……………………………………………………7
2.2.2. La division Maroc Phosphate I « CIS/PP »…………………………………………….7
2.2.3. La division Maintenance centralisée de Safi « CIS/LM »………………………7
3. Présentation de Maroc Phosphore II « PM »…………………………………………………………8
3.1. Introduction……………………………………………………………………………………………….8
3.2. Organigramme PM……………………………………………………………………………………8
3.3. Diagramme de fonctionnement du complexe PM……………………………………..8
4. Présentation du service MM3……………………………………………………………………………….9
4.1. Préambule…………………………………………………………………………………………………9
4.2. Organigramme de service…………………………………………………………………………9
4.3. But de lavage…………………………………………………………………………………………….9
4.4. Présentation des équipements de circuit de lavage…………………………………10
4.4.1. Les trommels…………………………………………………………………………………….11
4.4.2. Les cribles…………………………………………………………………………………………11
4.4.3. Les hydrocyclones……………………………………………………………………………..12
4.4.4. Le filtre a bande………………………………………………………………………………..12
4.4.5. Les pompes centrifuges…………………………………………………………………….13
4.4.6. Les bidons…………………………………………………………………………………………12
Chapitre II : présentation du sujet
1. Description de l’activité……………………………………………………………………………………..15
1.1. Secteur de déchargement du phosphate………………………………………………..15
1.2. Secteur de manutention du phosphate brute…………………………………………15
1.3. Secteur des lignes de lavage ………………………………………………………………….16
1.4. Secteur de manutention du phosphate lavé……………………………………………16
2. Généralités sur les convoyeurs……………………………………………………………………………17
2.1. Types de convoyeurs ………………………………………………………………………………17
2.2. Différents parties d’un convoyeur a bande………………………………………………18
2.3. Description de l’ensemble…………………………………………………………………….….21
2.4. Entretien de la bande transporteuse…………………………………………………….….22
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Chapitre III : étude du convoyeur à bande
1. Le convoyeur à bande « BC »…………………………………………………………………………..27
1.1. Calcul de l’effort tangentiel………………………………………………………………….28
1.2. Calcul de la puissance d’entrainement…………………………………………………30
2. Le convoyeur à bande « BA »……………………………………………………………….31
3. Le convoyeur à bande « SA »……………………………………………………………….32
4. Le convoyeur à bande « SB »……………………………………………………………………………35
Chapitre IV : dimensionnement du convoyeur « SA »
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Débit…………………………………………………………………………………………………………………37
Produit à transporter ……………………………………………………………………………………….37
Ecartement maximal entre les stations…………………………………………………………….37
Choix des rouleaux…………………………………………………………………………………………...37
Calcul de la puissance absorbée………………………………………………………………………..40
Choix de la bande………………………………………………………………………………………………41
Dimensionnement des tambours ……………………………………………………………………..43
Motorisation……………………………………………………………………………………………………..45
Choix du coupleur hydraulique………………………………………………………………………….46
Conclusion………………………………………………………………………......47
Annexe………………………………………………………………………………48
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Remerciement
Ce n’est pas parce que la tradition exige que cette page se trouve dans ce
rapport, mais parce que les gens à qui s’adressent mes remerciements les méritent
vraiment.
Je tiens à remercier dans un premier lieu Mr YOUNES CHAHID MISBAHI
chef service de la MM3 , qui ma guidé tout au long de ma période de stage à
travers ses conseils et ses recommandations.
Je remercie mon parrain de stage Mr Ferkane Abderahmane
Chef atelier, qui ma encadré et fournie des explications enrichissantes, fruit de sa
grande expérience dans le domaine
Je tiens ensuite, à remercier particulièrement Mr chahid El mostafa, qui ma
épauler tout au long de se travail et ma fournie la documentation nécessaire
pour que se travail vois le jour.
Je remercie également toute l’équipe de maintenance du service de la laverai, qui
ont partagé avec moi tout leur savoir-faire.
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Introduction :
La station de déchargement de la garde haute situé a la LAVERIE de
Maroc phosphate II, est le lieu de dispatching des phosphates, composée de
deux partie : « Ouest » réservée au phosphate sec et « Est » réservée au
phosphate humide, le soutirage se fait par deux convoyeurs en sens opposés
C’est dans ce cadre que mon travail s’inscrit en visant l’amélioration de
la fiabilité et la disponibilité mécanique de l’installation de déchargement de
phosphate à savoir les convoyeurs à bande,
Le présent rapport se compose de quatre chapitre, dans le premier
chapitre, une bref présentation du groupe OCP, et le cite Maroc phosphore II à
Safi, puis un zoom sur l’atelier de
laverie, dans le second chapitre, une
présentation du sujet et aussi des généra laités sur les convoyeurs, puis dans le
troisième, une étude détailler du calcule de puissance pour les convoyeurs
« BA », « BC » « SA » et « SB ». En fin, dans le dernier chapitre,
le
redimensionnement de tous les partis du convoyeur « SA », et une solution au
niveau du coupleur hydraulique à y installer.
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Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accueil
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I. Présentation du Groupe OCP :
Le sous-sol marocain renferme les plus importants gisements du phosphate de la
planète se repartant comme suit :
Bassin d’Oulad Abdoun : c’est le plus important, aussi bien par son extension que
par la qualité et la quantité des minerais qu’il contient. Le bassin s’étend sur une superficie
de 4000 Km² environ. L’exploitation des phosphates se fait actuellement dans trois mines à
ciel ouvert : Sidi Daoui en cours d’épuisement, Marah El harach, et Sidi Channane.
Bassin de Gantour : ce bassin s’étend sur environ 120 Km d’est en ouest, et 20 à 30
Km du nord au sud. La zone actuellement en exploitation c’est le gisement de Benguérir.
Bassin de Mskala (non exploité) : situé dans la plaine d’Essaouira-Haouz. Il est divisé
en trois zones principales : Oulad Bousbaa, Imin Tanout et Khémis Meskala.
Bassin Oued Eddahab : ce bassin se situe en zone saharienne. Il s’étend sur une vaste
région, depuis la zone de Dchéra jusqu’au sud-ouest de Laayoune près de la confluence de
Saquia el hamra et Oued el khat.
Crée en 1920, le Groupe Office Chérifien des Phosphates joue un rôle important sur le
plan économique et social du pays. C'est un établissement semi-public à caractère industriel
et commercial, transformé dernièrement en S.A. Il détient le monopole de :
L’extraction et le traitement des phosphates,
La valorisation des phosphates en acide phosphorique et engrais,
La commercialisation des phosphates brut et valorisé.
Principalement utilisé dans la fabrication des engrais, le phosphate provient des sites
de Khouribga, Benguérir, et Boucraâ-Laayoune. Selon les cas, le minerai subit une ou
plusieurs opérations de traitement (criblage, séchage, calcination, flottation…). Une fois
traité, il est exporté tel quel ou bien livré aux industries chimiques du groupe, à Jorf Lasfer
ou à Safi, pour être transformé en produits dérivés commercialisables : acide phosphorique
de base, acide phosphorique purifié, engrais solides.
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Position dans le marché :
1er exportateur mondial de phosphate,
1er exportateur mondial d'acide phosphorique,
1er exportateur mondial du P2O5 sous toutes formes
Organigramme du groupe OCP :
Voir annexe I.1
II. Présentation du Maroc Phosphore de Safi (CIS) :
1. Introduction :
Maroc Phosphore de Safi, est un complexe chimique qui fait partie du group OCP et
représente l’une des plus grandes plates-formes de fabrication d’acide phosphorique dans le
monde. Sa situation est au sud ouest à 9 Km de la ville de Safi. Cet emplacement est justifié
par deux raisons :

L’existence d’une voie ferrée permettant l’approvisionnement en phosphate brut à
partir de Ben guérir, en plus d’une ligne ferroviaire avec le port de Safi ;
 Le voisinage de la côte atlantique afin d’utiliser l’eau de mer en tant que fluide
réfrigérant.
Maroc Phosphore Safi (CIS) regroupe les divisions suivantes :
a. La division Maroc Chimie «CIS/PC» :
Depuis le début de 1996, Maroc chimie est une grande patiente du Maroc phosphore I
et II, à Safi, peut produire 270 000 t/a P204 d’acide phosphorique, 500 000 t/a de
superphosphate triple (TSP), 80 000 t/a d’un engrais binaire consommé localement (19.38.0)
et 250 000 t/a d’un engrais NPK (14.28.14) que son installation vient d’être arrêté suite à
l’état du circuit d’ammoniac traversant la ville.
b. La division Maroc Phosphore I «CIS/PP» :
Cette division assure la production d’acide phosphorique destiné essentiellement à
l’exploitation. Elle contient quatre ateliers de production:
Atelier sulfurique : produisant l’acide sulfurique.
Atelier phosphorique : qui assure la production de l’acide phosphorique à partir de
l’acide sulfurique et du phosphate broyé.
c. La division maintenance centralisée de Safi « CIS/LM » :
Son but c’est la maintenance et l’entretien des installations de production, ainsi que la
logistique et gestion des stocks.
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III. Présentation du Maroc Phosphore II « PM »:
1. Introduction
Le complexe Maroc Phosphore II, a démarré en 1981, il est destiné à la production de
l’acide phosphorique clarifié, avec une capacité de 480.000 T P2O5/an.
2. Organigramme de PM :
Voir Annexe I.3
3. Diagramme du fonctionnement du Complexe PM
Cette division comprend quatre ateliers de production qui sont:
Atelier sulfurique
Atelier laverie (pour le lavage du phosphate)
Atelier phosphorique
Atelier énergie et fluides (Centrale, Traitement d’eau douce et pompage
d’eau de mer)
Le circuit de production de PM est comme suit :
Figure 1 : le circuit de production de PM
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L’atelier d’acide sulfurique :
L’atelier sulfurique PS de Maroc Phosphore II comprend trois lignes identiques A, B et C de
capacité unitaire 1750 T/j d’acide sulfurique concentré à 98 % selon le procédé simple
absorption de MONSANTO DENORA.
Il assure en outre la production de la vapeur haute pression (57 bar à 490°C) à partir des
chaudières de récupération. La production de l’acide sulfurique 98 % qui subit une dilution
pour atteindre une valeur de 84%, est nécessaire pour la fabrication de l’acide
phosphorique.
Le procédé de fabrication de l’acide sulfurique comprend en général trois étapes qui sont :

La combustion :
S + O2  SO2 + Q1

La conversion :
SO2 + ½ O2  SO3 + Q2

L’absorption :
SO3 + H2SO4 + H2O  2H2SO4 + Q3

le stockage
L’atelier d’acide phosphorique :
L’atelier phosphorique de la division PM a été conçu pour la production d’un acide titrant
54% en P2O5 selon le procédé NISSAN.Il est constitué de trois lignes A, B et C de réaction et
six lignes de concentration A, B, C, D, F, H.
Chaque ligne de réaction est approvisionnée en phosphate issu de la laverie et en acide
sulfurique issu de l’atelier sulfurique. Sa production et de 1500 tP2O5/j.
L’atelier Energie et Fluides :
L’atelier Energie et Fluides est constitué de:
 Une unité de traitement d’eau douce,
 Une station de pompage d’eau de mer.
 Une centrale thermo électrique.
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VI.
Présentation du service MM3 :
1.
Préambule :
Le service de maintenance mécanique MM3, a pour mission de maintenir en bon état
de fonctionnement et assurer la disponibilité de tous les équipements de production de
l’atelier laverie.
Cette mission, pour qu’elle soit réalisée, nécessite une collaboration de tout un staff,
que se soit au niveau des travaux de chantier ou la préparation.
Les différentes tâches qu’effectue ce service sont :
Exécution les différentes interventions de maintenance corrective ou
préventive (travaux mécaniques, vulcanisation, chaudronnerie et soudage,
graissage…)
L’approvisionnement en pièces de rechange,
Etude et réalisation des différentes améliorations que ça soit au niveau de la
qualité, l’environnement ou la sécurité.
2. Organigramme du service :
Voir Annexe II.1
3. But de lavage :
Le lavage du phosphate brut au niveau de la laverie de MPII est une opération qui
consiste à la préparation mécanique de la séparation et du traitement, ayant pour but
l’augmentation de la teneur en P2O5 (26.26% à 30.5 %).
Ce lavage comprend quatre étapes essentielles :




Le malaxage ou débourbage (trommel),
La classification volumétrique (criblage),
La classification granulométrique (hydro-cyclonage),
La filtration.
Le phosphate humide de BENGURIR, étant pauvre en teneur de P2O5 (26.26%),
contient plusieurs corps parmi lesquels on trouve : SiO2, MgO, Al2O3 etc.
Ces étapes citées ci-dessus permettent :
 La libération des grains du phosphate emprisonnés dans les mottes de la
gangue par malaxage à l’eau de mer,
 L’élimination de fines particules et de l’argile à l’aide des hydrocyclones à
basses coupures : 63 µm, 80 µm, ou 125 µm.
 Le rinçage avec de l’eau douce afin de diminuer la teneur en chlore.
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4.
Présentation des équipements de circuit de lavage:
a. Les trommels :
Ce sont des tambours cylindriques creux disposés horizontalement et animés d’un
mouvement de rotation sur des pneus. L’intérieur de chaque trommel est divisé en trois
compartiments, complètement caoutchoutés.ces compartiments sont séparés de
diaphragmes perforés qui laissent passer la pulpe lors de la rotation du tambour. Chaque
trommel comprend :

Une virole en tôle munie d’une
série de rails parallèles, destinés à
l’avancement du produit

Des essieux porteurs avec 24
pneus
 4
systèmes
d’entrainement
(moteur + coupleur hydraulique +
réducteur.
Figure 2 : Trommel
b. Les cribles :
Ce sont des machines vibrantes, placées juste à la sortie du trommel, à débit continu,
composée de deux grilles en étages, dont les ouvertures sont normalisées.
Chaque crible comprend :
1. Un mécanisme vibrateur à double balourds
entrainés par deux moteurs tournants en sens
inverses,
2. Une suspension par ressorts
hélicoïdaux,
3. Des rampes de rinçage avec pulvérisation
haute pression.
Figure 3 : le crible
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c. Les hydrocyclones :
Ce sont des appareils composé chacun de trois
partie : une partie supérieure cylindrique où se
fait l’alimentation tangentielle de la pulpe, et
comporte un vortex qui permet l’évacuation de
fines particules, une petite médiane cylindrique
aussi, et enfin une partie conique à la sotie de la
sous verse ayant un angle variable selon les types
des hydrocyclones.
Figure 4 : l’hydrocyclone
d. Filtre à bande :
Appelé filtre Philippe est composé essentiellement des éléments suivants :







Une charpente métallique qui supporte toutes les pièces du filtre.
Une bande transporteuse en caoutchouc naturel avec rainures transversales et
talons latéraux, une tête motrice et un tambour de queue
Une filtrante en nylon entrainée par la bande transporteuse,
Des ventilateurs permettant le glissement le glissement de la bande sur les
caissons d’air,
Un système d’évacuation de la pulpe,
Une pompe à vide assurant la dépression pour l’aspiration des filtras,
Une boite à vide située sous le filtre, collectant les filtras,
.
Figure 5 : le filtre
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e. Les pompes centrifuges :
Ces pompes comprennent essentiellement :





Le boitier de roulements, turbine et contre turbine,
La transmission par courroies trapézoïdales ou par accouplements,
Le carter de protection,
L’aspiration,
Le refoulement.
f. Les bidons collecteurs :
Ce sont quatre bidons cylindro – conique, comprenant chacun :

Le bidon proprement dit, de construction acier avec pot de
Soutirage, piquage, revêtement intérieur en caoutchouc,

La charpente support,

Tuyauterie,

Vannes, robinets.
Figure 5 : les bidons
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Chapitre II : présentation du sujet
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I. Description de l’activité :
L’atelier laverie de MPII est composé de quatre secteurs :
1. Secteur de déchargement du phosphate :
Le phosphate en provenance de BENGUERIR est transporté par train jusqu’à la station de
déchargement gare haute de la Laverie MPII.
Le phosphate sec alimente les complexes MPI et MC, quant au phosphate humide criblé
alimente le complexe MPII.
La station de déchargement gare haute de la Laverie MPII est constituée d’une pour le
déchargement du phosphate humide.
Chaque partie est constituée de huit trémies dont chacune est dotées de trois casques à
commande pneumatique. Le phosphate déchargé dans les trémies est soutiré par un
convoyeur qui longe le tunnel.
Sur les huit trémies existantes, seules sept trémies sont utilisées pour recevoir cinq wagons
de 12 mètres chacun.
Des compresseurs assurent l’alimentation de la station de déchargement en air comprimé.
2. Secteur de manutention du phosphate brut : Voir Annexe I.7
La manutention du phosphate brut est réalisée par le circuit de déchargement des
trains, dans une gare haute. Le train composé de 30 wagons décharge le phosphate dans
huit trémies, pour être acheminé par la suite sur l’un des deux circuits de mise en stock Est
et Ouest, à l’aide de deux convoyeurs (BA) et (BC).
Ces circuits, déversant sur deux stocks de 170 000 THC (tonne humide criblé) de
capacité totale, sont composés de deux convoyeurs en série BE1 et BF1 qui alimentent un
tapis de flèche ST1 porté par un Stacker, et ce pour chacun des deux circuits Est et Ouest. La
reprise des stocks est effectuée par une roue pelle alimentant un tapis de flèche qui
transporte le phosphate à une trémie tampon de 400 tonnes de capacité, par l’intermédiaire
de trois convoyeurs BI, T1 et T1 bis.
L’alimentation des quatre lignes de lavage s’effectue à partir de cette trémie, par
soutirage, à l’aide de quatre extracteurs T3 et T4, deux à l’Est et deux à l’Ouest.
Les quatre extracteurs acheminent le phosphate respectivement sur quatre
convoyeurs T5, T6, T7 et T8, destinés à l’alimentation séparée des lignes de lavage (T7 vers la
ligne 1, T5 vers la ligne 2, T6 vers la ligne 3 et T8 vers la ligne 4).
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3. Secteur des lignes de lavage : Voir Annexe I.8
Il se trouve que ce secteur est composé de quatre lignes de lavage identique, la capacité
de production est de 360T/H.
Le procédé de lavage du phosphate dans chaque ligne est basé sur le délitage à l’eau de
mer du phosphate brut par un débourbeur tournant (trommel 30). Le phosphate délité subit
un classement assuré par un crible (31) à la coupure haute de 3,15mm ou 1 mm, le refus à
cette maille constitue le rejet grossier et il est stocké par la suite dans une mise à terril. Le
passant subi une classification à 125µm effectuée par deux hydrocyclones en série l’un
assurant l’ébauchage (34) et l’autre le deschlammage (37). En effet la sousverse du (34)
alimente le (37), quant à sa surverse, elle est évacuée à la mer, ou subit une coupure à
63µm dans des batteries quatre hydrocyclones (41). La surverse du (37) étant recyclée au
niveau de l’alimentation pour assurer le délitage précité dans le trommel. A l’instar de la
coupure à 125 µm, la coupure à 63 µm est effectuée par deux étages, le 2ème (44)
effectuant le deschlammage étant commun aux étages séparés assurant l’ébauchage. Les
sousverses des hydrocyclones (37) et (44), constituant le produit enrichi, alimentent le filtre
à bande secondaire (50), composé de deux compartiments où s’effectue le rinçage du
gâteau respectivement par le filtrat clair et par l’eau douce. L’absorbation de l’eau de
rinçage dans le filtre se fait au moyen d’une pompe à vide (55).
4. Secteur de manutention du phosphate lavé : Voir Annexe I.9
Le phosphate lavé est transporté par une série de convoyeurs, deux stackers et une
roue pelle pour la mise et la reprise des stocks. Après essorage du phosphate par les filtres à
bande, le produit des quatre lignes de lavage est collecté par un convoyeur (T11) alimentant
une trémie (amont stock) tampon de 100 tonnes de capacité. Cette trémie participe à la
mise sur deux stocks de 140 000 tonnes de capacité totale, à l’aide des extracteurs T13A,
T13B et T13C et de deux convoyeurs en série T14 et T15 alimentant un tapis de flèche T16
porté par un stacker, et ce pour chacun des deux circuits Est et Ouest. La reprise des stocks
se fait par une roue pelle qui alimente un tapis de flèche (T17), celui ci achemine le
phosphate à une trémie (aval stock) tampon de 100 tonnes de capacité, via un convoyeur
(T18).
Les trois silos de stockage des trois unités de broyage, qui font parties intégrantes du
complexe chimique, sont alimentés par trois convoyeurs en parallèle (T21A, T21B, T21C) en
série respectivement avec trois extracteurs (T20A, T20B, T20C) soutirant le phosphate à
partir de la trémie aval stock.
En cas d’indisponibilité du circuit de reprise, l’alimentation de l’atelier phosphorique
devient, grâce à l’extracteur (T13 B) qui fait la reprise à partir de la trémie amont stock,
déversant directement sur le convoyeur T1.
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I.
Généralités sur les convoyeurs :
1. Type de convoyeurs :
Un convoyeur permet le transport d’une charge isolée (cartons, sacs…) ou produit en vrac
(terre, poudre..) d’un point A à un point B.
 Convoyeur à chaines :
Ces convoyeurs se caractérisent par le nombre de
chaines, le matériau des chaines (acier, inox,
plastique) ainsi la robustesse de leur châssis
porteur qui dépend de la charge à supporter.
L’accumulation est général non préconisée. Pour le
passage d’un convoyeur à l’autre, il est
quelquefois conseillé d’imbriquer les convoyeurs
entre eux en variant les entraxes des chaines.
L’entrainement des charges est alors assuré en
permanence, y compris durant le transfert.
 Convoyeur à courroie crantée :
C’est un convoyeur à poly et courroie crantée ce crantage
permet de déplacer la courroie d’une valeur précise, sans
craindre le glissement possible avec une courroie lisse.
 Convoyeur vibrant :
Il existe deux type : alimentateur à vibration
excitatrice et alimentateur à vibration linéaire.
Ce système adopte un ou plusieurs moteurs de
vibration et la fréquence de vibration est
ajustable, ainsi que la vitesse d’alimentation des
matériaux. Il sert à alimenter de manière
continue et uniforme le broyeur et à cribler
grossièrement les matériaux.
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 Convoyeur à rouleaux :
Ils sont utilisés pour le transport ou l’accumulation de
produits suffisamment longs pour ne pas tomber
entre deux rouleaux. Les colis à transporter doivent
être également à fond plat et rigide.
 Convoyeur à vis sans fin :
Le convoyeur à vis sans fin sert à
transporter un produit à l’horizontale, à la
verticale ou en position inclinée.
Il peut être utilisé comme alimentateur,
distributeur ou mélangeur. Il est compact
de manière à être installé dans des espaces
restreints. Il peut transporter la plupart des
matériaux.
 Convoyeur à bande :
Le transporteur de charges par convoyeur à bande reste, le moyen mécanique le plus
rentable et le plus perfectionné qui soit. Les domaines d’application pour l’utilisation des
convoyeurs à bande est à peu prés illimité : les travaux publics, l’industrie minérale, les
cimenteries, les sablières, les ports etc.….utilisent le convoyeur à bande. Lorsqu’une carrière
de pierre ou de sable est ouverte pour la construction d’un ouvrage important, le convoyeur
à bande reste souvent la solution de manutention privilégiée.
Le convoyeur à bande est un appareil de transport très souple qui peut s’employer aussi
pour le chargement et la reprise de matériaux sur engins les plus divers dans les ports, sur
les chantiers de terrassement, etc.……….
2. Différentes parties d’un convoyeur :
Nous essayerons dans cette partie de décrire brièvement les différents éléments constituant
un convoyeur à bande et expliquer les fonctions de chacun de ces derniers.
Ci-dessous un schéma de principe d’un convoyeur à bande :
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Bande ou courroie :
La fonction de la courroie est de transporter le matériau de la queue jusqu’à la tête du
convoyeur. Elle se présente sous deux formes principales, plate et en auge.
On peut distinguer principalement deux types de bandes :
 Les bandes à armature textile : les bandes textiles sont les plus
communément utilisées. Elles sont fabriquées de plusieurs couches de tissu
caoutchoutées et, pour une meilleure adhérence, ces dernières sont séparées
les unes des autres par des couches intermédiaires de caoutchouc, ce qui
améliore leur flexibilité, l’ensemble enrobé par des couches de caoutchouc
suivant l’épaisseur et la qualité nécessaires du travail à effectuer et les
matières à transporter.
 Les bandes à armature métallique : pour des applications de bandes qui
demandent un minimum d’allongement, un maximum de flexibilité, une
haute résistance aux impacts et aux coupures, il est fortement recommandé,
dans la moyenne et haute gamme de résistances, d’utiliser les bandes
carcasse de maille métallique.
Rouleaux :
Les rouleaux ont pour rôle de réduire la résistance au mouvement de la courroie chargée et
la soutenir en produisant un mouvement doux et sans heurt. Certains rouleaux porteurs
peuvent aussi servir à amortir les impacts, à aligner la courroie, à la former en auge ou à en
changer la direction. Il existe différentes sortes de rouleaux et de dispositifs porteurs.
Il est fondamental de les dimensionner correctement pour garantir les performances de
l’installation et une exploitation économique.
Tambours :
Ils servent à entrainer la courroie ou l’amener à changer de direction. Les tambours peuvent
être recouverts d’une garniture afin d’augmenter le coefficient de frottement entre la
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courroie et le tambour, de réduire l’usure par abrasion de ce dernier ou de créer un effet
autonettoyant. La géométrie du rouleau ou de sa garniture peut aussi servir à centrer la
courroie.
On peut distinguer trois types de tambours :
 Tambour de commande :
Le diamètre du tambour est dimensionné en fonction de la catégorie et du type de bande,
ainsi que des pressions calculées sur sa surface.
 Tambours de renvoi :
Le diamètre est normalement inférieur à celui qui prévu pour le tambour de commande.
 Tambours d’inflexion ou de contrainte :
Ils servent à augmenter l’arc d’enroulement de la bande et, d’une manière générale, ils sont
utilisés dans tous les cas ou il est nécessaire de dévier la bande au niveau des dispositifs de
tension à contrepoids, des appareils de déchargement mobiles, etc.
Dispositifs de tension :
L’effort nécessaire pour maintenir la bande en contact avec le tambour d’entraînement est
fourni par un dispositif de reprise de tension qui peut être à vis, à contrepoids ou avec un
treuil motorisé. Le contrepoids applique un effort de tension constant à la bande, quelles
que soient les conditions. Son poids est calculé en fonction des limites minimales nécessaires
pour assurer la tension correcte de la bande et éviter toute surtension. Le mouvement du
dispositif de tension à contrepoids est calculé d’après l’élasticité de la bande pendant les
diverses phases de fonctionnement du convoyeur. Le mouvement minimal d’un dispositif de
reprise de tension ne doit pas être inférieur à 2% de l’entraxe du convoyeur s’il est équipé
d’une bande à armature textile, ou 0.5% de son entraxe s’il est équipé d’une bande à
armature métallique.
Trémie :
La trémie est conçue pour faciliter le chargement et le glissement du produit en absorbant
les chocs de la charge et en évitant les colmatages et l’endommagement de la bande. Elle
permet un chargement immédiat du produit et résout les problèmes d’accumulation.
L’inclinaison des parois doit être en fonction de la manière dont le produit tombe, de sa
trajectoire, ainsi que la vitesse du convoyeur. La granulométrie et la masse volumique du
produit, ainsi que ses propriétés physiques, telles que humidité, corrosion, etc. ont
également leur importance pour la conception.
21
Département Electromécanique
juillet 2011
Dispositifs de nettoyage :
Le système de nettoyage de la bande doit faire l’objet d’une attention tout particulière de
manière à réduire la fréquence des opérations de maintenance, notamment lorsque la
bande transporte des produits humides ou collants. Un nettoyage efficace permet au
convoyeur d’atteindre un maximum de productivité. Il existe un grand nombre de types et
de modèles de dispositifs de nettoyage de bande. On pourrait citer comme exemple les
dispositifs de nettoyage de bande. On pourrait citer comme exemple le dispositif constitué
d’une lame racleuse droite montée sur des supports en caoutchouc.
3. Description de l’ensemble :
Le transporteur est constitué par un ensemble d’éléments qui sont supportés par une
infrastructure métallique comprenant les châssis et plateformes des stations de
déversement et renvoie.
Les différents éléments ou mécanismes constituant le transporteur sont :
 Le groupe de commande, placé sur l’arbre du tambour d’entrainement, est constitué
par :






Moteur asynchrone triphasé avec rotor à cage.
Coupleur hydraulique, avec accouplement élastique et poulie de frein, entre le
moteur et le réducteur.
Réducteur de vitesse à axes perpendiculaires.
Frein électro-hydraulique.
Accouplement entre le réducteur et le tambour d’entrainement.
Protection des accouplements et du coupleur.
 Châssis recevant ces éléments, muni des dispositifs de réglage pour le montage. Il est
soudé sur la charpente du transporteur.
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Département Electromécanique
juillet 2011
 un ensemble de tambours assurent l’entrainement de la courroie, son renvoie et ses
contraintes. Ils sont montés sur paliers avec roulement à rouleaux. Le tambour
d’entrainement porte un enrobage à chevron et les tambours menés, portent un
enrobage lisse.
 l’acheminement du produit est assuré par la courroie transporteuse supportée et
guidée par une série de rouleaux :
 Les rouleaux, guidant le brin supérieur de la courroie, sont disposés par
groupes de trois rouleaux sur un support, étant le central horizontal et
les deux rouleaux extrêmes étant inclinés pour former l’auge de la
courroie.


Une série de rouleaux amortisseurs disposés de la même façon que les
supérieurs et à espace réduit sont placés sur la zone d’alimentation du
produit.
Les rouleaux inférieurs droits supportent le brin inférieur de la courroie.
Chaque rouleau tourne sur un arbre fixe par l’intermédiaire de deux
roulements à billes.
 un système de tension agit sur un des tambours menés, l’opération de tension de la
courroie est assuré par une caisse à lest, guidée dans une tour à contrepoids, et
reliée au tambour de tension par câble d’acier et poulies.
 le long des transporteurs et sur chaque coté est disposé un câble relié à un
interrupteur qui permet de couper le courant en cas d’urgence par simple traction
sur le câble.
4. Entretien de la bande transporteuse :
Une bande transporteuse, bien installer et utilisée dans les conditions pour lesquelles elle a
été prévue, ne demande aucun entretien. Toute usure anormale, révèle un défaut
d’installation ou d’utilisation qu’il convient de corriger au plut tôt. A cet effet il faut procéder
à une surveillance périodique du comportement de la bande et de possibles détériores, pour
agir rapidement sur les causes du défaut et réparer les dommages produits sur la bande.
Ci-après nous indiquons les anomalies les plus fréquentes, les causes auxquelles elles sont
dues et les corrections à y apporter.
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Département Electromécanique
juillet 2011
 Anomalie dans l’alignement de la bande :
Anomalie
Cause
Correction
Le chargement ne produit pas au
centre de la bande.
Modifier la goulotte de jetée afin
de centrer la charge.
Décentrage du produit après un
chargement correct.
Utiliser des rives de centrage d’une
longueur appropriée.
La bande ne se pose pas sur les
rouleaux.
Régler la hauteur des supports des
rouleaux.
Les supports des rouleaux ne sont
pas bien fixés.
Serrer les boulons de fixation des
supports.
La bande saute latéralement sur un Un ou plusieurs rouleaux tournent
ou plusieurs rouleaux.
décentré.
Changer les rouleaux défectueux.
La bande marche bien centré à
vide, mais en charge elle se
déporte.
Rouleaux mal alignés.
Les jonctions sans fin sont
La bande marche de travers sur une défectueuses sur cette partie de la
bande.
partie de sa longueur.
Vérifier le parallélisme des
rouleaux.
Jonction a refaire avec précaution
La bande n’est pas assez flexible et Changer la bande pour une autre
elle prend une mauvaise assise sur plus appropriée ou serrer les
les rouleaux porteurs.
rouleaux de guidage.
A vide ou en charge partielle, la
bande marche a travers mais non
d’une façon normale et continue.
La bande est nouvelle et elle n’a
pas encore pris la souplesse
normale.
Rodage de la bande
La bande pert de la souplesse.
Laisser tourner le transporteur à
vide au moins une heure avant le
travail normal.
une partie de la bande avec le talon cette partie a subie un allongement
usé ou arraché, marche de travers a cause de la tension ou un
raccourcissement a cause
d'humidité absorbé
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Département Electromécanique
en cas d'un déport important,
remplacer cette partie de bande, en
cas contraire réparer le talon
avarié.
juillet 2011
 Détérioration du revêtement supérieur de la bande :
Anomalies
petite fissures parallèles à la
marche de la bande
Fissures profonde parallèles à la
marche de la bande
Arrachement latéraux
Décollage du revêtement par
endroits.
Causes
Raclettes frottant trop fortement
sur la bande
Coincement sur les tambours de
contrainte
Correction
Vérifier le réglage
Vérifier les dispositifs de nettoyage
Les tambours ont un diamètre trop Augmenter les diamètres des
faible.
tambours et diminuer la vitesse de
la bande.
Vieillissement sous l’effet des
Installer un capotage de
rayons solaires ou de la chaleur.
protection.
Frottement sur l’ossature
Régler le centrage de la bande.
Qualité du revêtement non
appropriée.
Demander une autre qualité lors de
rechange.
Accumulation du produit à la jetée. Réduire la hauteur de chute.
 Détérioration de revêtement inférieur de la bande :
Anomalie
Arrachement localisé par usure
Cause
Patinage de la bande
Correction
Surveiller les démarrages
Usure excessive sur toute la
longueur.
Rouleaux porteurs grippés ou très
sales
Vérifier les rouleaux et changer les
grippés. Nettoyer les rouleaux.
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juillet 2011
Chapitre III : étude du convoyeur à bande
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juillet 2011
Etude des convoyeurs à bande :
Ci-après la liste des principales caractéristiques des convoyeurs à bande qui seront
utilisés pour le transport du phosphate brut, et le phosphate SEC.
Caractéristique
Convoyeur BA
Produit convoyé
Phosphate brute Phosphate brute Phosphate Sec
Masse volumique
Granulométrie
Abrasivité
Débit Souhaité
Convoyeur BC
Hauteur
Convoyeur SB
Phosphate Sec
1,4 t/m3
1,4 t/m3
1.2t/m3
1.2t/m3
0 à 100 mm
0 à 100 mm
0 à 100 mm
0 à 100 mm
Abrasif
Abrasif
Abrasif
Abrasif
2400 t/h
2400 t/h
2400 t/h
2400 t/h
Caractéristiques du convoyeur
70.78 m
66.2m
Entraxe
Convoyeur SA
391 m
52 m
67m
17m
10.5 m
0
2,7 m
15.7m
Largeur de la bande
1400 mm
1400 mm
1400 mm
1400 mm
Charge de rupture
800 N/mm
800 N/mm
800 N/mm
800 N/mm
Epaisseur
4+2 mm
4+2 mm
4+2 mm
4+2 mm
Vitesse
3,12 m/s
3,12 m/s
2.5 m/s
3.12m/s
Textile
Textile
Textile
Textile
159 mm
159 mm
159 mm
159 mm
0.7
0.7
0.7
0.7
2*90 KW
55KW
Armature
Diamètre du rouleau
Rendement du renvoi
Puissance
Rapport de réduction
Caractéristiques du moteur
132 KW
75KW
1 :20
1 :20
1 :20
1 :20
1485 t/min
1485 t/min
1485 t/min
1485 t/min
Ampérage
79 A
179A
127A et 129A
79
Tension
500 V
500 V
500 V
500 V
Vitesse
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juillet 2011
I.
Le Convoyeur à bande « BC » :
Le transporteur BC qui reçoit le phosphate du transporteur de reprise dans la fosse de
déchargement des wagons, ce transporteur est ascendant, et environ 50% de son trajet est
souterrain, le reste est en structure sur élevée, ce transporteur alimente le stock.
Ce transporteur est descendant comme le montre se schéma
Nous devrons dans notre travail calculer la puissance du moteur nécessaire au bon
fonctionnement du convoyeur.
Pour calculer la puissance absorbée par le convoyeur et par conséquence choisir le moteur
qui entrainera le tambour, il est nécessaire dans un premier temps de calculer l’effort
tangentiel qui permet de déplacer la bande.
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I .1 Calcule de l’effort tangentiel :
Il faut calculer l’effort tangentiel total 𝑭𝒕 sur le pourtour du tambour d’entrainement.il
doit vaincre la résistance au roulement et il est la somme des efforts suivant :
 Effort nécessaire pour déplacer la bande chargé, qui doit surmonter les forces
de frottement engendrées par les stations supports supérieures et
inférieures, les tambours de renvoi et de contrainte, etc.
 Effort nécessaire pour vaincre la résistance au déplacement horizontal du
produit.
 Effort nécessaire pour élever le produit à la hauteur requise (dans le cas d’une
descente, l’effort engendré par la masse modifie la puissance résultante).
 Effort nécessaire pour vaincre les résistances secondaires, lorsqu’il y a des
accessoires (dans notre cas on négligera l’effet de cet effort sur la puissance
totale).
Ainsi et afin de calculer l’effort tangentiel on devra d’abord trouver des coefficients qui
permettrons de prendre en compte les différents éléments précédemment cités.
 Coefficient f :
C’est le coefficient de frottement interne du produit et des parties tournantes, soit les
stations supports, il dépend aussi des conditions d’utilisation ainsi que la vitesse du
convoyeur. Dans notre cas on supposant un frottement interne standard, et on nous
référant à l’annexe 4.A on obtient un coefficient de frottement : f=0,017.
 Coefficient 𝑪𝒒 :
C’est un coefficient de résistance fixe il dépend de la longueur du convoyeur, soit l’entraxe
entre les deux tambours (de tête et de pied). Dans notre cas, ayant un entraxe de 66,2m, et
on nous référant à l’annexe 4.B on a cq = 2
 Coefficient Ct :
C’est le coefficient de résistance passive qui dépend de la température qui règne ou le
convoyeur est utilisé. Ainsi pour nous on considérant une température de 30°, l’annexe
donne une valeur de 𝑪𝒕 = 𝟏.
 Poids des pièces tournantes par rapport à l’écartement :
Le tableau de l’annexe 4.E , Nous donne les poids des parties tournantes en fonction de la
largeur de la bande et du diamètre des rouleaux (Pprs et Ppri). Le poids ainsi obtenu est
divisé par les écartements des stations supérieurs et inférieurs par rapport a l’écartement
(L’écartement des rouleaux supérieurs a0 = 1.2m et celui du rouleau inférieur au = 3m)
29
Département Electromécanique
juillet 2011
On trouve : Pprs =29.2Kg
Ppri =23.2Kg
q RO =24.33Kg/m
q RU =7.73Kg/m.
 Poids du produit par mètre linéaire :
𝒒𝒈 =
𝒒𝒗
𝟑.𝟔×𝑽
Ainsi et pour 𝑞𝑣 = 3000𝑡/ℎ et V=3.12m/s
𝒒𝒈 = 𝟐𝟔𝟕. 𝟏𝑲𝒈/𝒎
L’effort tangentiel est la somme des efforts tangentiels nécessaires pour déplacer le brin
inférieur et le brin supérieur de la bande.
a-effort tangentiel pour déplacer le brin supérieur :
On le notera 𝑭𝒕𝒔 et il est calculer à partir de la formule :
𝑭𝒕𝒔 =[ 𝑳 × 𝑪𝒒 × 𝒇 × 𝑪𝒕 × (𝒒𝒃 + 𝒒𝒈 + 𝒒𝑹𝑶 ) − 𝑯 × (𝒒𝒈 + 𝒒𝒃 )] × 𝟎. 𝟗𝟖𝟏
Avec :
qb : poids de la bande par mètre linéaire (kg/m)
(dans notre cas on a une
bande de résistance 800kg/mm, d’épaisseur de revêtement 4+2. donc se
référant au tableau de l’annexe 4.D on a le poids de l’armature est de ainsi
q b = 6.6 + 1.15 × (4 + 2) = 13.5Kg/m
L : entraxe ;
H : dénivellation
Le signe (-) vient du fait que notre convoyeur est descendant.
𝑭𝒕𝒔 = -3648.33daN
On obtient :
b-effort tangentiel pour déplacer le brin inférieur :
On le note 𝑭𝒕𝒊 et il est calculer à partir de la formule :
𝐅𝐭𝐢 = [𝐋 × 𝐂𝐪 × 𝐟 × 𝐂𝐭 × (𝐪𝐛 + 𝐪𝐑𝐔 ) + 𝐇 × 𝐪𝐛 ] × 𝟎. 𝟗𝟖𝟏
Remarque : le signe (+) est utilisé pour les sections descendantes.
On obtient dans notre cas :
𝑭𝒕𝒊 =254.8daN
c-effort tangentiel totale :
C’est la somme des efforts tangentiels nécessaires pour déplacer le brin inférieur et le brin
supérieur, et il est égal:
𝑭𝒕 =3825.5daN
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juillet 2011
I.2. Puissance d’entrainement :
Etant donné l’effort tangentiel total sur le pourtour du tambour d’entrainement, la vitesse
de la bande, et le rendement de transmission ƞ, la puissance minimale d’entrainement est
calculée selon la formule :
P=
𝑭𝒕 ×𝑽
𝟏𝟎𝟎×ƞ
La puissance minimale d’entrainement est donc :
P=139.31 KW
Conclusion :
La puissance nécessaire pour l’entrainement de la bande est plus importante que la
puissance installée (132 kW), ce qui explique que dans la pratique qu’on travail avec un débit
de 19OOt/h, et que au maximum on peux aller jusqu’à 2100t/h , et au delà de ce débit , le
convoyeur se bloque, c’est-à-dire arrêt du moteur.
Ainsi pour transporter le phosphate brut avec un débit de 2400t/h, il est conseillé
d’installer un moteur asynchrone de puissance supérieure à 140KW, et on se référant au
tableau de l’annexe on devra installer un moteur de puissance 160KW.
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Département Electromécanique
juillet 2011
II.
le convoyeur à bande « BA » :
Pour la transporteuse « BA », on a les mêmes caractéristiques au niveau du débit à
transporter, largeur de la bande, vitesse de la bande, et même les diamètres des rouleaux
supérieures et inférieures. La seule différence est au niveau de l’entraxe, et la dénivellation.
Et aussi se transporteur est caractérisé par le fait qu’il est réversible c’est-à-dire qu’il peut
alimenter soit le convoyeur « BC » en cas de déchargement du phosphate humide, soit le
convoyeur « SA » dans le cas de déchargement du phosphate sec.
Or pour le calcule de la puissance pour se convoyeur on devra le décomposer en deux
parties, puisque il a une partie horizontale, et puis une autre ascendante comme le montre
le schéma suivant :
Ainsi, on a les caractéristiques suivantes :
longueur(m) élévation(m)
Cq
F
17.2
2.7
3.2
0.017
53.68
0
2.05
0.017
Donc on a :
𝑭𝒕𝒔 = 𝐅𝐭𝐬𝟏 + 𝐅𝐭𝐬𝟐
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juillet 2011
Avec :
𝐅𝐭𝐬𝟏 : L’effort tangentiel du brin supérieur de la partie montant du convoyeur.
𝐅𝐭𝐬𝟐 : L’effort tangentiel du brin supérieur de la partie horizontale du convoyeur.
Fts1=[(17.2 × 3.2 × O. O17) × (13.5 +
29.2
1.2
3000
3000
+ 3.6×3.12) + 2.7 × (3.6×3.12 + 13.5)]× 0.981
𝐅𝐭𝐬𝟏 = 𝟏𝟎𝟐𝟑. 𝟏𝐝𝐚𝐍
𝐅𝐭𝐬𝟐 =(53.68 × 2.05 × 0.017) × (13.5 +
29.2
1.2
3000
+ 3.6×3.12) × 0.981 = 𝟓𝟓𝟗. 𝟔𝐝𝐚𝐍
Par suite l’effort tangentiel total du brin supérieur :
𝑭𝒕𝒔 = 𝟏𝟓𝟖𝟐. 𝟕𝒅𝒂𝑵
De même pour l’effort tangentiel du brin inférieur :
𝑭𝒕𝒊𝟏 =[(17.2 × 3.2 × 0.017 × (13.5 +
23.2
3
) − 2.7 × 13.5] × 0.981 = −𝟏𝟔. 𝟐𝟔𝒅𝒂𝑵
Fti2= [(53.68 × 2.05 × 0.017) × (13.5 +
Ainsi
3
)] × 0.981 = 𝟑𝟖. 𝟗𝟔𝒅𝒂𝑵
𝑭𝒕𝒊 = 22.7daN
Ft=1605.4daN
En fin on trouve :
D’autre par on a
23.2
𝑉×𝐹
𝑡
𝑃 = 100×ƞ
pour un ƞ = 0.7
𝑷 = 𝟕𝟏. 𝟓𝟓 𝑲𝑾
Conclusion :
En nous référant a l’annexe 8 , on constate qu’on doit installer un moteur asynchrone dont
la puissance est de 75KW. Or pour ce qui concerne se convoyeur on a installé un moteur de
puissance 75KW. Par suite, ce transporteur peut transporter le phosphate avec un débit de
2400t/h .
33
Département Electromécanique
juillet 2011
Le Convoyeur à bande « SA » :
Ce convoyeur se caractérise par le faix qu’il possède deux tambours de commande. Aussi,
par le fait de sa structure qui est assez complexe comme le montre le schéma suivant :
Le transporteur « SA » a une hauteur variable alors on va le décomposé en tronçon.
1er tranche
2éme
tranche
3ém
tranche
4ém
tranche
5ém
tranche
longueur(m)
Elévation(m)
127.17
39.94
140
83.35
51.5
0
4.1
0
-18 .75
12
coefficient cq
1.6
2.2
1.5
1.8
2.1
Par suite on a :
𝑭𝒕𝒔 =𝐹𝑡𝑠1 + 𝐹𝑡𝑠2 + 𝐹𝑡𝑠3 + 𝐹𝑡𝑠4 + 𝐹𝑡𝑠5
𝐹𝑡𝑖 = 𝐹𝑡𝑖1 + 𝐹𝑡𝑖2 + 𝐹𝑡𝑖3 + 𝐹𝑡𝑖4 + 𝐹𝑡𝑖5
𝐹𝑡𝑠1 =[127.17 × 1.6 × 0.0167 × (13.5 +
3000
3.6×2.5
+
29.2
1.2
)] × 0.981
𝐹𝑡𝑠1 = 1237.25𝑑𝑎𝑁
𝐹𝑡𝑖1 = 127.17 × 1.6 × 0.0167 × (
23.2
+ 13.5) × 0.981
3
𝑭𝒕𝒊 = 𝟕𝟎. 𝟕𝟖𝒅𝒂𝑵
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Département Electromécanique
juillet 2011
De même pour les autres tranches on trouve ainsi :
𝐹𝑡𝑠 = 1237.25 + 1929.29 + 1276.88 − 5467.27 + 4740.55
𝐹𝑡𝑠 = 3716.7𝑑𝑎𝑁
𝐹𝑡𝑖 = 70.78 − 23.73 + 74.05 + 300.5 − 121.3
𝐹𝑡𝑖 = 300.3𝑑𝑎𝑁
Par suite l’effort tangentiel est :
𝑭𝒕 = 𝟒𝟎𝟏𝟕𝒅𝒂𝑵
Donc la puissance minimale a installer est de
𝑷𝑺𝑨 = 𝟏𝟒𝟑. 𝟒𝟔𝑲𝑾
Conclusion :
Ainsi, et comme ce convoyeur est équipé de deux moteurs, alors on devra installer dans
chaque moteur une puissance supérieur a 72KW. Et on consultant la gamme du choix du
moteur normalisé, on constate que la 1er puissance supérieur a se qu’on a trouvé est 75KW.
Or , dans ce convoyeur on a installer une puissance de 90KW dans chaque du tambour de
commande.
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Département Electromécanique
juillet 2011
Le Convoyeur à bande « SB » :
Le convoyeur « SB » est horizontale comme le montre le schéma suivant :
ainsi on appliquant la même formule.
Fts =[ L × Cq × f × Ct × (q b + q g + q RO )] × 0.981
H=0 puisque la transporteuse est de forme horizontale.
Fts = 681.42daN
Donc
Fti = [L × Cq × f × Ct × (q b + q RU )] × 0.981
Par suite :
Donc
On trouve la puissance :
Fti = 47.45daN
𝑭𝒕 = 728.87KW
𝑷 = 𝟑𝟐. 𝟒𝟖𝑲𝑾
Conclusion :
On consultant le tableau de l’annexe 8 ; on devra installer une puissance de 45KW. Or la
puissance installer est de 55Kw.
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juillet 2011
Chapitre IV : dimensionnement du convoyeur « SA »
37
Département Electromécanique
juillet 2011
III. Dimensionnement du convoyeur « SA » :
Ci –après la liste des principales caractéristiques du convoyeur à bande qui sera utilisé pour le
transport du phosphate sec.




Débit : 3000t/h
Vitesse 2.5m/s
Stations en auge
Largeur de la bande : 1400mm
Nous devrons dans notre travail calculer la puissance du moteur nécessaire au bon
fonctionnement du convoyeur et dimensionner les différents éléments du convoyeur.
1- Débits :
Débit théorique : 3000t/h
Débit (en ajoutant un coefficient de sécurité de 25%) : 3750t/h
2- produit à transporter :
Le produit qui sera transporter par se convoyeur est le phosphate sec. La masse volumique
de se phosphate est de : 1.2 t/m3 c’est un produit abrasif.
3- écartement maximal entre les stations :
En générale l’écartement maximale entre deux stations supports est calculé en fonction de
la largeur de la bande de la masse volumique du produit transporté, de façon à maintenir
l’incurvation de la bande dans les limites indiquées pour éviter tout diversement du produit
transporté. Cet écartement est également limité par la capacité de charge des rouleaux.
Dans notre cas, on nous référons à l’annexe 1 on obtient pour une largeur de bande de
1400mm et une masse volumique de 1.2t/m un écartement maximale entre stations
maximales de a0=1.2m, et un écartement maximale entre stations inférieurs de au=3m.
4-choix des rouleaux :
Dans un convoyeur le composant le plus couteux et le plus susceptible d’être endommagé
est la bande. Les rouleaux qui la soutiennent sur toute sa longueur sont tout aussi
importants et il convient de les concevoir, de les choisir ou de les fabriquer de manière a
optimisé leur duré de vie et celle de la bande. La résistance à la mise en rotation des
rouleaux a une influence importante sur la bande et, par conséquent, sur la puissance
nécessaire pour la déplacer et la maintenir en mouvement.
38
Département Electromécanique
juillet 2011
4.1. Diamètre des rouleaux :
Le diamètre des rouleaux est obtenu en fonction de la largeur de la bande et de la vitesse,
ainsi pour une vitesse de 2.5m/s et une largeur de 1400mm le diamètre recommandé pour
les rouleaux est de 159 mm.
4.2. Calcule des efforts appliqués sur les rouleaux :
Pour effectue les calcules on supposera dans un premier temps qu’on utilise une bande de
résistance 800N/mm, d’épaisseur de revêtement de 4+2 et en référent a l’annexe 4, tableau
4.D, on trouve le poids par mètre linéaire de qb=13.5Kg/m, ces valeurs seront, après calcule
de la bande rectifiées si nécessaire (voir paragraphe choix de la bande).
a. Rouleaux porteurs (supérieures) :
 Effort statique :
L’effort statique sur les rouleaux porteurs est calculé en fonction du poids transportés et
du poids de la bande qui exercent un effort sur les rouleaux. L’effort statique, qu’on notera
Ca, est donc donné par la relation :
𝑞
𝑣
Ca = a0×(qb+3.6×𝑉
) × 0.981
Avec
a0: Ecartement de stations supérieures
qb : poids de la bande par mètre linéaire (Kg/m)
𝑞𝑣 : Débit massique (t/h)
V : vitesse (m/s)
On obtient donc
Ca= 506.4daN
 Effort dynamique :
L’effort dynamique est obtenu en multipliant l’effort statique par un coefficient de
fonctionnement qui dépend du produit transporté, de l’environnement d’utilisation du
convoyeur ainsi que des conditions d’utilisation (nombre d’heures de travail….etc.).
On a donc :
39
𝑪′𝒂 = 𝑪𝒂 × 𝑭𝒅 × 𝑭𝒔 × 𝑭𝒎
Département Electromécanique
juillet 2011
Avec :
𝑭𝒅 : Coefficient de choc qui dépend de la granulométrie du produit transporté, qui est
dans notre cas comprise entre 0 et 100mm, et de la vitesse de la bande. On nous référent
à l’annexe 2 tableau A, on obtient un coefficient de Fd = 1.
𝑭𝒔 : Coefficient de service ou coefficient d’utilisation qui dépend du nombre d’heures de
fonctionnement par jour du convoyeur. En supposant un fonctionnement de plus de 6 à 9
heures par jour et en nous référent à l’annexe 2 .B, on obtient Fs = 1.1 .
𝑭𝒎 : Coefficient lié à l’environnement d’utilisation du convoyeur et qui dépend de la
nature du produit transporté selon son degré d’abrasivité et de corrosivité. Le phosphate
étant un produit abrasif, en nous référant à l’annexe 2 tableau C ; on obtient Fm = 1.
Tous calculs faits on obtient un effort dynamique sur stations supérieures de
𝑪′𝒂 = 𝟓𝟓𝟕. 𝟎𝟑 𝒅𝒂𝑵
 Effort sur le rouleau central :
Etant donné que les stations porteuses sont en auges l’effort appliqué sur les différents
rouleaux d’une station n’est pas le même et le rouleau centrale supporte une grande
partie de l’effort. Ainsi le tableau de l’annexe 4.C. nous donne le coefficient de
participation du rouleau central selon le degré d’inclinaison des stations, pour le cas
d’une inclinaison à 30° on a 𝑭𝒑 = O.65
On a donc l’effort sur le rouleau central :
𝑪 = 𝑪′𝒂 × 𝑭𝒑
𝑪 = 𝟑𝟔𝟐. 𝟎𝟕 𝒅𝒂𝑵
b. rouleaux inférieurs :
 Effort statique :
Puisque les stations inférieures ne supportent pas la charge du produit l’effort statique
qui leur est appliqué est calculé seulement en fonction du poids de la bande.
On a ainsi la formule qui donne l’effort statique :
𝑪𝒓 = 𝒂𝒖 × 𝒒𝒃 × 𝟎. 𝟗𝟖𝟏
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Avec :
𝒂𝒖 : Ecartement entre les stations inférieures
𝒒𝒃 : Le poids de la bande par mètre linéaire.
𝑪𝒓 = 𝟑𝟗. 𝟕𝟑 𝒅𝒂𝑵
On obtient ainsi :
 Effort dynamique :
De la même manière que pour les rouleaux supérieurs l’effort dynamique est obtenu en
multipliant l’effort statique par un certain nombre de coefficients : les coefficients de
services et d’environnement précédemment définis ainsi qu’un coefficient de vitesse qui
dépend de la vitesse de la bande ainsi que du diamètre des rouleaux et qu’in notera Fv . En
nous référent à l’annexe 3.E on a 𝑭𝒗 = 𝑶. 𝟗𝟏
𝑪′𝒓 = 𝑪𝒓 × 𝑭𝒗 × 𝑭𝒔 × 𝑭𝒅
L’effort dynamique est alors :
𝑪′𝒓 = 39.77 daN
4.3. Choix des rouleaux :
Ainsi en fonction de l’effort dynamique calculé le plus importants, du diamètre, de la largeur
et de la vitesse de la bande on choisit dans l’annexe 5 les rouleaux qui nous seront les mieux
adaptés.
Ainsi, dans notre cas, concernant les rouleaux supérieurs ainsi que les rouleaux inférieurs on
adoptera des rouleaux PSV3 Dont le diamètre de l’axe est de 25mm et qui utilisent des
roulements 6205.
5. calcul de la puissance absorbée :
Pour le calcul de la puissance on suit les mêmes étapes suivit lors du calcules de la puissance
des convoyeurs « SA », lors de la partie précédente.
On trouve, pour l’effort tangentiel :
𝐹𝑡𝑠 = 4537.07𝑑𝑎𝑁
𝐹𝑡𝑟 = 300.3daN
Donc
𝑭𝒕 = 𝟒𝟖𝟑𝟕. 𝟑𝟕𝒅𝒂𝑵
Par suite :
𝑷𝑺𝑨𝟏 = 𝟏𝟕𝟐. 𝟕𝟔𝑲𝑾
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6. choix de la bande :
6 .1. Tension de la bande :
Le calcul des tensions de la bande est important du fait qu’il nous permet de rectifier, si c’est
nécessaire notre choix de la bande précédemment effectué. Il nous permet aussi de calculer
le contrepoids à installer qui évitera que la bande dépasse une certaine incurvation et
garantira son adhérence. On calculera ainsi les tensions en aval et en amont des tambours
de commande et de tète.
Le schéma ci-dessous montre les principales
tensions qu’on aura à calcul
Les tensions T1 et T2 étant respectivement
les tensions en amont et en aval du tambour
de commande.
La tension T3 , tension en aval ou en amont
du tambour de pied.
La tension Tg, tension de la bande au niveau du point d’attache du dispositif de reprise de
tension.
a. Calcul de 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 :
L’effort
tangentiel total Ft sur la
circonférence du tambour correspond à la
différence entre les tensions T1 (coté
entrée) et T2 (coté sortie). On en déduit le
couple nécessaire pour mettre en
mouvement la bande et à transmettre la
puissance.
En se déplaçant du point A au point B la
tension
de
la
bande
passe
exponentiellement d’une valeur T1 à une
valeur T2 . La relation entre T1 et T2 peut
ètre exprimée de la manière suivante :
𝑻𝟏
≤ 𝐞𝐱𝐩(𝒇𝒂 × 𝜶)
𝑻𝟐
Ou : 𝒇𝒂 est le coefficient de frottement entre la bande et le tambour, en fonction de l’arc
d’enroulement.
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Le
signe(=)
définit
l’état
limite d’adhérence de la bande. Si le rapport
𝑻𝟏
≥ 𝒆𝒙 𝒑(𝒇𝒂 × 𝜶)
𝑻𝟐
la bande va glisser sur le tambour d’entrainement et le mouvement ne peut pas être
transmis.
A partir de la formule de l’effort tangentiel total on obtient :
𝟏
𝑻𝟐 = 𝑭 𝒕 ×
= 𝑭𝒕 × 𝒄𝒘
𝐞𝐱 𝐩(𝒇𝒂 ×𝜶)−𝟏
La valeur 𝒄𝒘 , qui définit le coefficient d’enroulement, est en fonction de l’arc
d’enroulement de la bande sur le tambour d’entrainement et de la valeur du coefficient de
frottement fa entre la bande et le tambour. Cette valeur nous est donnée par l’annexe 6.
𝒄𝒘 , =0.08
On obtient donc pour un tambour caoutchouté
d’où
𝑻𝟐 = 𝟑𝟖𝟔. 𝟗𝟖𝒅𝒂𝑵
ON en déduit donc la valeur de
𝑻𝟏 = 𝟓𝟐𝟐𝟒. 𝟑𝟔𝒅𝒂𝑵
b . Calcul de T3 :
C’est la tension relative à la sortie du tambour de renvoi.
𝑻𝟑 = 𝑻𝟐 + 𝑭𝒕𝒊
𝑻𝟑 = 𝟔𝟖𝟕. 𝟐𝟖𝒅𝒂𝑵
6.2. Choix de la bande :
Etant donné la tension maximale de service du convoyeur : T1 = 5224.36daN
La tension de service unitaire de la bande pour un mm de largeur est obtenue de la manière
suivante :
𝑇𝑈𝑚𝑎𝑥 =
𝑇1
𝑁
× 10
Avec N : largeur de la bande
Par suite :
𝑻𝒖𝒎𝒂𝒙 = 𝟑𝟕. 𝟑𝟐 𝑵/𝒎𝒎
La charge de rupture de la bande correspondra à la charge d’utilisation multipliée par un
coefficient de sécurité de ‘8’ pour les bandes à armature métallique et de ‘10’ pour les
bandes à armature textile. Dans notre cas, nous avons une bande à armature textile on
choisira donc une bande ayant, au minimum, une résistance de 373.22 N/mm. Étant donné
que notre premier choix de bande respecte ce critère on le conservera par conséquent, on
choisira donc une bande à armature textile de résistance 800 N/mm avec une épaisseur de
revêtement de 4+2.
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7. dimensionnement des tambours :
Diamètre des axes des tambours :
Selon leur emplacement sur le convoyeur, les tambours doivent résister aux forces exercées
à la fois par la tension de la bande et par le produit transporté. L’une des principales causes
de défaillance de la structure du tambour est la flèche excessive de l’axe. Il est donc
primordial de dimensionner correctement l’axe en appliquant un coefficient de sécurité très
élevé.
En nous référent à l’annexe 7.A, qui indique les diamètres minimaux des tambours du
convoyeur selon la charge de rupture de la bande ainsi que le type de bande utilisé, les
diamètres minimaux pour les différents tambours sont les suivants :
 Tambour de tète : 800 mm
 Tambour de renvoi : 630 mm
 Tambour d’inflexion : 500 mm
Notre choix du tambour sera effectué à partir du catalogue de tambours « Rulmeca »
(voir l’annexe 7.B). Le tambour ainsi choisi est de type USC de diamètre 800 mm et de
poids 718Kg.
a. Tambour de commande :
L’axe du tambour de commande est soumis en alternance à des torsions, entrainant des
ruptures de fatigue.
Pour calculer correctement le diamètre de l’axe, il est nécessaire de déterminer le moment
fléchissant Mf et le moment de torsion Mt . Le moment fléchissant de l’axe est le résultat de
la somme des tensions T1 et T2 et du poids du tambour. Pour déterminer le diamètre de
l’axe, il faut déterminer les valeurs suivantes : la résultante 𝑭𝒑 , le moment fléchissant Mf ,
le moment de torsion Mt , le moment fléchissant idéal Mif et le module de résistance .
 Résultante 𝐅𝐩 :
C’est la résultante des tensions T1, T2 appliquées
au tambour et le poids du tambour. Pour
simplifier le calcul, on supposera que la tension T
et le poids Pt sont perpendiculaires ( voir le
schéma ci-contre).
On a donc
𝑭𝒑 = √(𝑻𝟏 + 𝑻𝟐 )² + 𝑷𝟐𝒕
𝐅𝐩 = 𝟓𝟔𝟓𝟓. 𝟑𝟕 𝐝𝐚𝐍
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 Moment fléchissant 𝑀𝑓 :
Le moment fléchissant est calculé à partir de la formule
𝑀𝑓 =
Avec l =
2G−B−N
4
𝐹𝑝
2
:
×𝑙
(G, B sont déterminé a partir
des caractéristiques du tambour du tableau de
l’annexe 7.B et N étant la largeur de la bande).
Donc l =
2×1850−1600−1400
4
= 0.175m
𝑀𝑓 = 494.84daN.m
 Moment de torsion Mt :
Le moment de torsion est calculé à partir de la
puissance absorbée et de la vitesse de rotation du tambour N .
Calcul de N :
On a
𝑃 = 𝐶 × 𝑊 = 𝐹 × 𝑉 et 𝐶 = 𝐹 × 𝑅 et 𝑊 =
N=
𝑽×𝟔𝟎
Donc
𝟐×𝝅×𝑹
2×𝜋×𝑁
60
or par suite on a
𝑁 = 59.68 𝑡𝑟/𝑚𝑖𝑛
Calcul de Mt :
On a
𝑀𝑡 =
𝑃𝑈
𝑊
avec w=
2×𝜋×𝑁
60
par suite ;
𝑀𝑡 =
𝑃×30
𝜋×𝑁
𝑀𝑡 = 1382.15daN.𝑚
Donc
 Moment fléchissant idéal Mif :
Ce moment est la combinaison du moment fléchissant et du moment de torsion .
𝑴𝒊𝒇 =
𝟏−𝝀
𝟏+𝝀
× 𝑴𝒇 +
× √(𝑴𝟐𝒕 + 𝑴𝟐𝒇 )
𝟐
𝟐
𝝈𝒆 :limite élastique du matériau ici on travaillera avec un XC45 ( voir le tableau de l’annexe
7.C) ici 𝝈𝒆 = 𝟒𝟎𝒅𝒂𝑵/𝒎𝒎 . Et 𝝀 =
𝝈𝒆
𝝈𝒕
=1
𝑴𝒊𝒇 = 𝟏𝟒𝟔𝟖𝒅𝒂𝑵. 𝒎
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 Diamètre de l’axe du tambour de commande d :
Le diamètre est calculé a partir de la relation
𝛔𝐞𝐪 =
𝐌𝐢𝐟 ×𝐑
𝐈𝐆𝐙
Avec :
R : le rayon de l’axe du tambour
𝛔𝐞𝐪 =
𝝈𝒆
𝒔
s : facteur de sécurité ici on prendra s=2
𝑰𝑮𝒁 =
𝝅×𝒅𝟒
𝟔𝟒
Par suite :
𝟑
𝟑𝟐×𝑴𝒊𝒇
𝒅= √
𝝅×𝝈
𝒆𝒒
𝒅 = 𝟗𝟎. 𝟕𝟔𝐦𝐦
Or le tableau nous donne un axe de diamètre de 100mm, par suite cet axe supportera les
charges et les efforts du moment fléchissant et de torsion.
8. Motorisation
1 .Choix du moteur :
En considérant un facteur de sécurité de 25% sur la puissance et puisque la puissance
absorbée par l’installation est de 176.76KW, la puissance du deux moteurs devra être
supérieur a 109KW, en nous référant au catalogue moteurs ALMO (annexe8) on choisira
deux moteurs de 110KW et tournant à 1485tr/min.
2. Choix du réducteur :
A partir des caractéristiques du moteur précédemment choisi on calcul le couple appliqué à
l’arbre du réducteur. On obtient donc
𝑪=
Après calcul on trouve :
46
𝟔𝟎 × 𝑷
𝟐×𝝅×𝑵
𝑪 = 𝟕𝟎𝟕. 𝟑𝟓𝑵. 𝒎
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9. Choix du coupleur hydraulique :
Le coupleur hydraulique fonctionne suivant le principe des transmissions hydrodynamique.
La puissance est transmise par l’intermédiaire d’un fluide, sans contact mécanique entre le
moteur et la machine.
A chaque entrainement il y a un coupleur approprié, de se fait, partant de la puissance
d’entrainement nominale et du régime d’entrainement, il est possible de déterminer la taille
adéquate du coupleur avec le diagramme de puissance ci-dessous. Sur sa plage de
puissance, le coupleur est adapté aux conditions de l’entrainement par variation du
remplissage d’huile.
Dans notre cas, on a une puissance d’entrainement de 110KW, et une vitesse
d’entrainement de 1485tr/min, alors in se référent au diagramme, le coupleur adéquat est
de 487mm.
Conclusion :
Ainsi, pour transporter le phosphate sec de débit 3000t/h , on doit seulement changer le
moteur qu’est déjà installer pour un autre de 110KW , aussi il faudra changer les tambours
de commandes et ceux de renvois , mais pour le reste , a savoir , la bande, les rouleaux, et
aussi le coupleur hydraulique aucun changement n’est nécessaire.
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juillet 2011
Conclusion :
En conclusion, ce stage ma été d’un grand apport tant sur le plan personnel que sur le
plan professionnel.
En effet, j’ai pu au long de la durée de mon stage, en côtoyant au quotidien la réalité du
monde du travail m’acquérir des différents aspects qui le régissent ainsi que les problèmes
et les difficultés qui peuvent y être rencontrées.
De plus, j’ai pu mettre en pratique un ensemble de notions techniques qui m’été
transmises durant mes deux premières années d’études au sein de l’Ecole Nationale de
L’Industrie Minérale. A coté de cela, j’ai acquis de nouvelles techniques durant mon étude
du convoyeur à bande grâce aux explications riches d’enseignements dont m’ont fait part
l’ensemble des membres de mon encadrement.
Enfin, je tiens à réitérer mes remerciements à l’ensemble des intervenants qui ont fait que
ce stage m’ai été enrichissant et formateur.
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Annexe
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Organigramme du groupe OCP
Président direct
r général
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Maroc Phosphore Safi
(CIS)
Dép. Etudes & Contrôle de
Gestion Economique
Dép. Program. &
Contrôle Produits
(CIS/EE)
(CIS/CP)
DIRECTION LOGISTIQUE
& AMELIORATION
DIRECTION
PRODUCTION
(CIS/P)
Div. Maroc
Chimie
(CIS/PC)
Div. Maroc
Phosphore 1
(CIS/PP)
(CIS/L)
Div. Maroc
Phosphore 2
(CIS/PM)
Div. Infrast.
Portuaires
(CIS/PI)
Div. Gestion
Administrative
(CIS/LA)
Div. Maintenance
Centralisée
(CIS/LM)
Dép. Technique &
Préparation des
Projets
(CIS/AT)
Dép. Achats Délégués
(CIS/LD)
Projet SMGI
(CIS/AG)
Projet Amélior. & Dév.
des Compétences
(CIS/AC)
Projet Amélioration
des Procédés
(CIS/AP)
Projet Maintenance &
Equipement (CIS/AM)
Organigramme du groupe OCP
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Le chef de la Division
Secrétariat de la
Division PM
Etude et Amélioration
Service de production
Service Matériel
CIS/PM/P
CIS/PM/M
Technique
CIS/PM/T
Atelier d’Energie
Et Fluide
CIS/PM/PC
Entretien Mécanique
Sulfurique
Atelier de Production
CIS/PM/MM1
Sulfurique
CIS/PM/PS
Entretien Mécanique
Atelier de Production
Phosphorique
Phosphorique
CIS/PM/MM2
CIS/PM/PT
CIS/PM/M-BE
Contrôle
d’Entretien
Et Matériel
CIS/PM/PP
Atelier de lavage de
phosphate
Bureau d’Etudes
Entretien Mécanique
CIS/PM/MC
De la Laverie
CIS/PM/MM3
Annexe I.3
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Organigramme du service
CHEF DE SERVICE
Y.CHAHID MESBAHI
Secrétariat
LAANISRI KHALID C5008
CHEF D’ATELIER
CHEF D’ATELIER
FAKKAR HAMZA X5032
FERKANE X5032
CONTREMAITRE :
COORDINATEUR DE SECURITE :
KRIMI X4032
CHAHID X3032
PREPARATION
TECHNIQUE
GRAISSAGE & MECANIQUE
(convoyeurs à bande & machines de
parc
EZOUITI X3032
VULCANISATION
MECANIQUE (lignes de lav.)
& CHAUDRONNERIE
KARROUCH X3156
LAZIM X3032
(mécanique)
REHABILITATION
LAVERIE (équipe
hétérogène)
CHAHID X3032
MIRI C7014
HANAFI C5014
SASSI C5014
MOSLIH X3032
BACHAR C5156
HANINE C6014
EZZAROUALI C5014
LAAMIME C1000
YAGOUBI X3032
LAMDASNI C7014
Graissage des lignes de lavage
NB : MrC5050
ELKIRD
BOURIQUI
RAZOUKI C4014
LAISSI C5014
RHAZOUANE C4008
BENRAHMOUN C3014
GHALLOUB C6156
actuellement agent de préparation
GUARMOUCH C5014
Raison de son recasement.
BENBAYEZ C 5008
HASSAD C3014
EZZAHIRI C4014
DAREK C5050
ELKIRD C5050
RYAD X3032
(chaudronnerie)
SOUAOUTI C5050
LAISSAOUI C6008
SAADANE C6008
LAARAJ C4152
MOJHAD C4017
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Circuit de manutention de Phosphate Brut
Annexe 1.7
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Circuit Simplifié d’une ligne de lavage
Annexe 1.8
55
Département Electromécanique
juillet 2011
Circuit de manutention de Phosphate Lavé
56
Département Electromécanique
juillet 2011
. Annexes 2:
Annexe 1 : écartement maximal entre les stations supports
Annexe 2
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Annexe 3 : Coefficients :
c- coefficient d’environnement :
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Annexe 4 :
4.A. coefficient de frottement interne :
4.B. coefficient de résistance fixe :
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4.C . coefficient de résistance passive :
4.D. poids de l’armature de la bande :
4.E. Poids des parties tournantes :
60
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Annexe 5 : Rouleaux « Rulmeca »
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juillet 2011
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Département Electromécanique
juillet 2011
7.B. Tambour « Rulmeca » :
7.C. caractéristiques mécaniques :
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Annexe 9 : diagramme de puissance :
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Département Electromécanique
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