L`usine agro-alimentaire : de la conception … à la mise en oeuvre

Transcription

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L’usine agro-alimentaire :
de la conception …
à la mise en oeuvre
D. Bounie, Polytech'Lille, IAAL - L‘usine agro-alimentaire
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Quelques considérations préalables à un projet d’implantation
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Considérations économiques : coûts de construction et de fabrication
Contraintes liées aux équipements et process
Praticité de fabrication
Praticité de maintenance
Sécurité
Confinement / Communications avec l’extérieur
Environnement physique (dont climat) et humain ; règlementations en vigueur
Possibilités d’expansion future
Modularité de conception, flexibilité
Etapes et points de vue à prendre en compte
lors de la mise en place de nouvelles lignes ou unités
(d’après V. Caudill, 2004)
Degré
d’automatisation
Besoins de la
production
Technologie
des
équipements
Manutention
Conception en équipe
de le ligne
Configuration de
la ligne
Ergonomie
Justification
économique
Ingénierie
(études)
Construction
Mise en route
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Conséquences d’une implantation mal conçue
(d’après Gardia et al. Techniques de l’Ingénieur, 2001)
Risques d'accident du travail :
- circulation
- stockage dangereux
- beaucoup de manutentions
- etc.
Risques de maladies professionnelles :
- bruit
- pollution chimique
- manipulations contraignantes, TMS
- etc.
Implantation
déficiente
Flux matières :
- trajets longs
- croisements et rebroussements
- déposes et reprises multiples
- encours et délais longs
- etc.
Flux des informations et gestion :
- gestion atelier (peu visibles)
- communications difficiles
- image de marque
- etc.
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Projet « travaux neufs » : problématisation initiale
Domaine
Conditions
d’exploitation
Paramètre
Questions
Qualité
Risques qualité ?
Risques pour le produit ?
Faisabilité des contrôles ?
Main d’oeuvre
Nombre de postes de travail ?
Charge de travail des opérateurs ?
Consommation d’énergie
Conditions de
travail
Relation de travail
et organisation
Evolution après
mise en place
Sécurité
Circulation du personnel, Accessibilité de postes de travail
Risques individuels ?
Hygiène ?
Risques incendie ?
Ambiance physique
Nuisances sonores, thermiques ?
Pollution, toxicité ?
Propreté ?
Charge de travail
Facilité de maintenance ? Contraintes d’attention ?
Contraintes de mémorisation ?
Rapport entre services
Relations avec le service qualité ?
Relations avec le service général (entretien, bâtiments… ?
Relations avec la production ?
Relations avec le CHSCT ?
Rapport avec l’environnement
Atteinte à la protection de l’environnement ?
Evolution de l’usine
Equipement qui s’intègre dans l’usine ?
Problèmes à terme ?
Evolution des technologies
Durée d’amortissement technique compatible avec l’apparition de technologies plus
performantes ?
Évolutions produits et marchés
Adaptabilité à un accroissement de la demande ?
Evolution de la législation
Evolution en matière de sécurité et conditions de travail ?
Evolution en matière de protection de l’environnement ?
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Cahier des charges d’un projet « travaux neufs » :
exemple de listing des points à spécifier
• Les fonctions à réaliser
• Les limites de fourniture
• Les performances à garantir
• Les exigences maintenance à respecter
• Les exigences qualité à respecter
• La protection, sécurité, environnement
• Poste de conduite
• Caractéristiques techniques
• Critères de validation
• Contrôles de réception
• Formation du personnel
• Documentation à fournir
• Planning d’intervention
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Conception d’usine : points à prendre en considération (1/4)
(d’après : Plant design and economics for chemical engineers, M. S. Peters, K. D. Timmerhaus, R. E. West )
1. Emplacement du site
1.1. Disponibilité des matières premières
1.2. Proximité des marchés
1.3. Énergie disponible
1.4. Conditions climatiques
1.5. Facilités de transport
1.6. Fourniture d’eau
1.7. Gestion des déchets
1.8. Disponibilité de la main d’oeuvre
1.9. Taxes et réglementations
1.10. Caractéristiques du site (topographie, coût foncier, risques naturels…)
1.11. Protection contre les inondations et le incendies
1.12. Environnement social et culturel
2. Configuration de l’usine - Conditions à prendre en compte :
2.1. Développement d’un nouveau site ou extension d’un site existant
2.2. Type et quantités de produits à fabriquer
2.3. Type de contrôles de procédés/produits
2.4. Praticité et accessibilité opérationnelles
2.5. Accès aux utilités et aux services
2.6. Type de bâtiments et exigences de construction
2.7. Considérations relatives à la santé et la sécurité au travail
2.8. problèmes d’évacuation des déchets
2.9. Equipements auxiliaires
2.10. Espace disponible et espace nécessaire
2.11. Routes et voies ferrées
2.12 Extensions futures envisageables
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3. Conduite et supervision de l’usine
3.1. Stratégie de pilotage et supervision
3.2. Instrumentation
3.3. Maintenance
4. Utilités
4.1. Energie disponible (achetée ou produite) : fuel, gaz, charbon, électricité
4.2. Vapeur
4.3. Eaux de process (disponibilité, coût, prétraitement)
4.4. Air comprimé
5. Conception structurelle
5.1. Fondations, vide sanitaire
5.2. Revêtement de sol (planéité, résistance mécanique, nettoyabilité, drainage)
5.3. Choix des matériaux de construction (disponibilité, coût, caractéristiques techniques, durabilité)
5.4. Limitation du nombre de cloisons nécessaires (zones d’isolement fonctionnel)
5.5. Toiture (étanchéité, évacuation eaux de pluies), plafond et plafonnier technique (accessibilité,
nettoyage, protection contre les nuisibles et les risques d’infestation)
6. Stockage – entreposage : matières premières, en-cours, produits finis, rebuts, produits recyclés, résidus
et déchets, produits en quarantaine, emballages, produits chimiques / toxiques / allergènes / inflammables,
explosifs ou polluants ; produits en vrac ou individualisés, liquides ou solides ; conditions d’entreposage
spécifiques (température, pression, gaz neutre, …) ; stockage statique ou dynamique ; process batch ou
continu ; production à flux tendu, à flux tirés ou à flux poussés
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7. Manutention et transfert des produits
7.1. Caractéristiques physicochimiques des produits à déplacer
7.2. Types et distances de déplacement
7.3. Quantités à déplacer par unité de temps
7.4. Principe d’alimentation et d’évacuation des équipements de transfert
7.5. Régime continu ou intermittent des flux
8. Evacuation des déchets
8.1. Nature des sources de pollution (polluants impliqués et volumes correspondants)
8.2. Propriétés des émissions polluantes
8.3. Systèmes de collecte et de transfert
8.4. Sélection des systèmes de contrôle
8.5. Taux réglementaire de dilution des systèmes d’évacuation
8.6. Procédés d’élimination
8.6.1. Réduction de la pollution atmosphérique : élimination des particules (chambre de
sédimentation, cyclones, spray, pièges, filtres) et des gaz nocifs ou malodorants
(condensation, absorption, adsorption, incinération)
8.6.2. Réduction des pollutions liquides : traitements physiques (séparation par grilles ou
gravitaire, écrémage, flottage/aération, clarification, précipitation, filtration sous vide,
centrifugation, adsorption, procédés membranaires - ultrafiltration, osmose inverse,
électrodialyse -, traitements chimiques - coagulation, émulsion, précipitation, neutralisation,
oxydation/réduction -, traitements biologiques - aérobies / anaérobies –
8.6.3. Réduction des pollutions solides : recyclage / conversion chimique, incinération, pyrolyse,
compostage
8.6.4. Réduction des pollutions thermiques
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9.
Santé et sécurité
9.1. Identification des dangers en conduite opérationnelle par étude HAZOP
9.2. Dangers chimiques
9.3. Dangers liés au feu ou aux explosions
9.4. Sécurité aux postes de travail
9.5. Nuisances sonores
10.
Brevets et licences
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Liste des informations
requises ou disponibles
pour préparer des estimations
aux différents stades d’un projet
(d’après Perry’s Chemical Engineers Handbook, 2008)
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Typologie des infrastructures par zones d’activité
A.
Activités humaines
1. Accueil, parkings (livraisons, personnels, extérieurs),
2. Zones de circulation : piétons, véhicules, secours et évacuation
3. Bureaux administratifs (dont salles informatiques)
4. Vestiaires, toilettes, cantine, zone de repos
5. Magasin
6. Enceinte extérieure, cloisons de sécurité (confinement incendie, explosions)
7. Zones paysagères
B.
Activités de production
1. Ateliers de fabrication
2. Salle de contrôle / supervision
3. Laboratoires, lignes pilotes (R&D)
4. Zones de stockage : matières premières, produits dangereux, produits finis, déchets
5. Zones d’expansion future
C.
Activités de support
1. Bureau sécurité, infirmerie et premiers secours, poste incendie, bassin de collecte des eaux
d’incendie
2. Ateliers de maintenance
3. Laverie, station de lavage
4. Production fluides techniques : énergie (dont froid et vapeur), air comprimé et autres gaz,
eaux diverses
5. Traitement des effluents, dont stockage
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Démarche à suivre pour la conception d’un lieu de travail
1.
Recueil des données caractérisant l’entreprise
2.
Définition des « secteurs » d’activité
L’homme est au centre
de l’activité de travail
3.
Détermination des proximités et des flux
4.
Tracé d’un diagramme d’implantation
5.
Détermination des surfaces utiles par secteurs
et tracé du schéma « idéal »
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1/5 Recueil des données caractérisant l’entreprise
Objectifs à définir
Exemples de données à récupérer
Marchés et clients
Délai de livraison, niveau de service, etc.
Fournisseurs
Définition des contenants, des cadences des approvisionnements, etc
Produits
Actuels et futurs, évolution prévue du processus, etc
Qualité
Produit et service du client, conditionnement, cadence de
livraison, etc.
Sécurité par rapport à l’extérieur
Accès, voies de circulation, nuisances vers l’environnement,
etc
Sécurité par rapport à l’intérieur
Circulation piétons et véhicules, ambiances physiques, etc
Organisation et conditions de travail
Horaires, contraintes de temps opératoires, autonomie, etc.
Organisation possible pour la production Ilots produits, îlots fonctionnels, en ligne, mixte
Moyens de manutention envisagés
Hygiène alimentaire
Nettoyabilité des équipements et des lieux de travail,
nuisances extérieures
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Eléments généraux (1/2)
(INRS, 2006)
Projet de construction
Création, réaménagement, extension
Liste des bâtiments et ouvrages
Liste, par bâtiments, des locaux
Liste, par locaux, des activités ou fonctions
Environnement extérieur à l’entreprise
•Plan de situation
•Voie d’accès au site
-Voies routières
Zone industrielle, urbaine, plan d’urbanisme
Conditions climatiques, vents dominants, neige, hygrométrie
Gabarits, capacité des ouvrages d’art
Etat et résistance des revêtements sous intempéries
-Voies ferrées
Embranchement limitrophe, embranchement séparant le site
en deux
-Voies navigables
Stabilité des rives, variations du niveau d’eau
•Accès par rapport aux transports
collectifs
Eloignement des stations, fréquence des arrêts
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Eléments généraux (2/2)
(INRS, 2006)
Emplacement de l’entreprise
•Plan de terrain
Plan de masse du terrain et des points de raccordement aux voies
d’accès
Zones non aedificanti
Sol, nature, résistance et hydrologies du terrain, risques d’inondation
Démolitions, localisation des canalisations (eau, gaz, électricité, etc.)
•Position par rapport aux
établissements classés
Installation soumise à autorisation
Installation soumise à déclaration
Installation non visée
Liste des organismes er administrations à consulter utilement
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Conception des postes de travail ou d’intervention
(INRS, 2006)
Matières
Nature, état d’origine, état après transformation
Transformation
Mécanique, physico-chimique, thermique, électromagnétique,
biologique, etc.
Transformation par
Réunion, fusion, pression, impression, déformation
Division, séparation, érosion, extraction, centrifugation
Assemblage, dépôt, enlèvement, pressage, laminage, moulage…
Plate-forme, banc d’essai
Type d’essais, locaux spécifiques, implantations, équipement
Lieux et locaux d’entretien
Type d’entretien, implantation, aménagement
Travaux de contrôle et d’entretien
Plans, notices de construction, organisation
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Conception des modes et moyens de stockage, manutention, transport et levage
(INRS, 2006)
Charges unitaires à stocker
Nature, nocivité, explosivité, inflammabilité, etc.
Quantités, état de division, conditionnement
Stockages d’arrivage, d’expédition, d’encours sur lieux distincts
Types de stockage
Extérieur, sous abri, dans locaux spécifiques, dans structures
spécifiques, silos, vrac, parcs, rayonnages, ranchers, citernes,
réservoirs, fosses, etc.
Stockage des matières premières,
pièves achetées ou sous-traitées
Type de matière, tonnage ou volume, conditionnement lors du
transport, conditionnement en stockage
Stockage des encours
Modes moyens, quantités, dimensions, hauteur, surface au sol,
accès
Stockage des produits finis
Idem stockages encours
Stockage des produits dangereux
Implantation, fractionnement et séparation en lots maîtrisables
isolément (explosion, feux, etc.)
Accordés sur règlements locaux
Sols et revêtements
Résistance sous charges stockées, sous poinçonnements roulants
Nivelés, non glissants, évacuation des eaux de pluie
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Conception des circulations extérieures aux bâtiments
(INRS, 2006)
Accès sur le site
Camions, véhicules légers, piétons
Séparation des accès
Signalisation, éclairage
Voies de circulation sur le site
Véhicules, piétons : séparation des voies
Sens unique, sens giratoires pour les véhicules
Largeur des voies
Accès et circulation des pompiers
Voies d’accès des secours autour
des bâtiments
Aies d’évolution et cours
intérieurs
Surfaces nécessaires
Pentes, contre-pentes et trottoirs d’arrêt
Parking de stationnement des
Surfaces, stationnement en épi, circulation en sens giratoire sur le
véhicules
parking, éclairage
Abri pour deux roues
Quais
Aires de chargement et de déchargement avec auvents
Quais de réception séparés des quais d’expédition
Passerelle à demeure favorisant le bâchage/débâchage des
Aires de bâchage/débâchage
remorques
Aire de
Chargement /déchargement des bernes et des citernes
chargement/déchargement
Eloignement des postes de travail en raison du bruit des postes de
Aires de service
lavage à haute pression ou du risque d’incendie et d’explosion
•lavage
Passerelle à demeure
•distribution du carburant
•ateliers de première intervention Intégration dans le plan de circulation
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Conception des lieux de vie
(INRS, 2006)
Vestiaires et sanitaires
Blocs vestiaires, blocs sanitaires, places et équipements en nombre suffisant
Douches : travaux salissants ou non
Toilettes complémentaires d’atelier et leur répartition
Toilettes pour personnes à mobilité réduite
Lieux de restauration
collective
Restaurant, self, cantine, réfectoire, cafétéria
Capacité en places et repas servis
Locaux médicaux,
infirmerie et lieux de
soins d’urgence
Poste de premiers soins
Infirmerie d’accueil
Infirmerie avec local d’attente et cabine de déshabillage
Lieux d’accueil
Salle pour la formation, local pour les réunions du CE, du CHSCT, des
délégués du personnel
Lieux de réception des visiteurs, d’accueil des transporteurs
Gardiennage, guichet , logement de fonction
Local de repos ou coin détente (fumeur et non fumeur)
Aires d’accueil pour les
entreprises extérieures
Vestiaires, réfectoire, sanitaires, parking, stockage, gardiennage …
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Conception des systèmes d’utilités (fluides, énergies, élimination des déchets) 1/3
(INRS, 2006)
Besoins globaux
Puissance maximale d’utilisation, énergie de secours, énergie de
sécurité
Ressources en eau
Réseau public d’alimentation : débit, pression, raccordement
Pompage local : qualité de l’eau, constance, traitement
Réserve d’eau pour la lutte contre l’incendie : plan d’eau, bâche ou
ouvrage de rétention
Electricité
•Livraison externe
Raccordement selon EDF-GDF
Transformateur, type, local à cuvette de rétention
•Production interne
Groupe électrogène de secours, centrale de batteries de sécurité
•Réseau de terre
Ceinturage en fond de fouille
Combustibles gazeux et liquides
•Réseau public d’alimentation
gaz
Raccordement selon EDF-GDF
•Stockage et réserve sur site
Nature du gaz ou du liquide, lieu d’implantation, volume et moyen de
stockage, accordé sur règlements locaux
•Appareils d’utilisation
Type, localisation
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(INRS, 2006)
Combustibles solides
Nature, approvisionnement, stockage, volumes, manutentions, déchets
Chauffage, ventilation,
assainissement
Isolation, sols chauffants, appareils suspendus, posés, : manutention,
évolutions
Local de chaufferie centrale, récupération des calories
Appareils à combustion (localisation), type d’atmosphère, gaz
imbrûlés, fumées (conduits)
Introduction d’air neuf et préchauffé, pour occupants et appareils
Ventilation générale des atmosphères ambiantes sans pollution
spécifique
Suppression, réduction, aspiration, évacuation des émissions
polluantes par captage local et enveloppant
Rejet de dilution des polluants dans l’environnement, filtration,
épuration éventuelle
Fluides caloporteurs et
frigoporteurs
•Eau, vapeur, air
Température, pression
•Autres fluides
Nature, température, pression, toxicité, inflammabilité
•Appareils
Capacités, type, localisation, accordés sur règlementation
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(INRS, 2006)
Réseaux de distribution
•Electricité
HT, BT, très basse tension
Distribution aérienne ou dans le sol, interférences avec manutentions
•Eaux
Potable, non potable, froide, chaude, vapeur
Réseau d’extinction pour cas d’incendie : RIA, sprinklers
•Gaz
Réseaux enterrés, réseaux non exposés aux chocs et heurts de manutention
•Air
Air comprimé : compresseurs, bruit (silencieux d’origine), local
Air aspiré : captage local, de polluants, spécifique, ventilation d’ambiance
Air soufflé : ventilation, rideaux d’air préchauffé
•Lubrifiants
Usage, toxicité, inflammabilité
•Tous fluides
Repérage, identification, dispositions er dispositifs de sécurité
Rejet des eaux usées
• Accordé sur règlements
locaux
• Existence d’un réseau
séparatif d’égouts
• Eaux industrielles
Traitement éventuel avant rejet
• Eaux vannes
Traitement ou rejet brut
• Eaux pluviales
Captage, possibilité de rejet
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2/5 Définition des « secteurs » d’activité
Différents types de secteurs d’activité
Application à un atelier de découpe de viande
1. Secteurs à risques liés à la circulation des
véhicules, des engins et des personnes
Entrée, sortie personnel
Accueil chauffeurs
Déchargement emballages
Déchargement matières premières
2. Secteurs à risques avec des nuisances liées
aux ambiances physiques et chimiques
Chambre froide matières premières
Stockage emballages
Chambre froide produits finis
Stockage tampon produits finis
3. Autres secteurs sans flux matières
Bureaux
Laverie
Locaux techniques
4. Secteurs avec des flux matières
Mise en carton petits produits
Expédition petits produits
Déchets organiques
5. Secteurs à risque pour les produits
Découpe des viandes
Expédition viandes nues
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3/5 Méthodologie de détermination des proximités
(d’après INRS, Conception des lieux de travail, 2000)
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3/5 Tableau des proximités (liaisons fonctionnelles)
?
Ne pas masquer
les éventuelles incompatibilités
Atelier par où commence l’analyse
(contient le plus de PTI)
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4/5 Diagramme d’implantation
 Dédoublement du poste
d’accueil des chauffeurs
?
Déchargement
matières
premières
Chambre
froide
matières
premières
Stockage
emballage
Déchargement
emballage
Déchets
Mise
en cartons
Expédition
petits produits
Découpe
Stockage
tampon
Accueil
chauffeurs
Bureaux
Laverie
Chambre froide
Produits finis
Expédition
viandes nues
Entrée sortie
personnel
Locaux
techniques
PT proximité importante
PTI proximité très importante
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5/5 Schéma d’implantation 1 : à éviter
Accueil
chauffeurs
Déchargement
matières
premières
Locaux
techniques
Laverie
Découpe
Chambre froide
produits finis
Mise en
cartons
Expédition
viandes nues
Expédition
petits produits
Stockage
emballages
Chambre froide
matières
premières
Déchets
Stockage
tampon
Déchargement
emballages
Entrée
Sortie
personnel
Bureaux
Accueil
chauffeurs
 L’atelier de découpe est central mais borgne (pas de possibilité de fenêtres)
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5/5 Schéma d’implantation 2 : à privilégier
Expédition
petits produits
Accueil
chauffeurs
Déchargement
matières
premières
Stockage Mise en Stockage Déchargement
tampon cartons emballages emballages
Découpe
Chambre
froide
matières
premières
Locaux
techniques
Laverie
Déchets
Chambre froide
produits finis
Expédition
viandes nues
Entrée
Sortie
personnel
Bureaux
Accueil
chauffeurs
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Restaurant : tableau de proximité
In : John C. Birchfield, Design and Layout of Foodservice Facilities, 2008
Customer entrance
Offices
Trash holding
Warewashing
Service
Final preparation
Pre-preparation
Refrigerated storage
Dry storage
Receiving
Receiving
Dry storage
1
Refrigerated storage
0
1
Pre-preparation
0
2
3
Final preparation
0
0
2
3
Service
0
0
0
1
3
Warewashing
0
0
0
1
1
3
Trash holding
3
0
0
0
0
0
0
Offices
1
0
0
2
2
1
0
0
Customer entrance
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Les chiffres indiquent l’importance à placer deux cellules de façon adjacente
0 : pas du tout important  3 : extrèmement important
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Restaurant : schéma d’implantation
In : John C. Birchfield, Design and Layout of Foodservice Facilities, 2008
Offices
Dry storage
Preparation
Dining room
Banquet
room
Refrigerated
storage
Ware
washing
Bar
Entry
Receiving
Trash
holding
Bar
storage
Page 32
Exemple de fabrication de laves linge (1/6)
processus global de fabrication
(d’après INRS, 2000)
Matières premières
Fabrication sur presses
Séparation des pièces
Traitement de surface mécanique
et/ou usinage
et/ou nettoyage chimique
et/ou traitement de surface
Assemblage/conditionnement
Produit fini
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proximités fonctionnelles entre secteurs
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schéma d’implantation basé sur les proximités
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flux de matières entre secteurs
Volumes transportés
ou nombre de mouvements entre secteurs
Page 36
schéma d’implantation par la méthode du « nid d’abeille »
Page 37
schéma mixte d’implantation finale (proximités, flux matières, zones à risques)
Page 38
Prise en compte des risques : la marche en avant
exemple de la biscuiterie « Carrée »
Page 39
Différentes modes d’organisation de production
(d’après MIT, 2008)
(Aménagement par processus)
(Aménagement par lignes)
(Aménagement par projet)
(Aménagement cellulaire)
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Volume de production
en fonction du mode d’organisation de production
(d’après MIT, 2008)
Page 41
Autres points à prendre en compte
•
•
•
•
•
•
Flexibilité, évolutivité
Temps d’occupation / temps d’arrêt (démarrages-arrêts, changement de série, nettoyage
Production en mode PUSH (MRP, ERP) / PULL (JIT)
Maintenance
Sensibilité aux risques
…
MRP : Manufacturing Ressource Planning (management des ressources de production)
ERP : Entreprise Ressource Planning
JIT : Just In Time
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Différentes configurations d’atelier :
marche en avant et possibilités d’extension
Configuration linéaire
Configuration en « L »
Configuration en « U »
Configuration en étages
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Fromagerie avec configuration en « L » :
différents flux de circulation
Zones à risques
de contamination croisée
Atelier de
réception
Vestiaires
Atelier de
fromagerie
Atelier de préparation
des levains
Salle de
saumurage
Salle de
ressuage
Caves
d'affinage
circuit "produits"
Atelier
d'entretien
Atelier de
laverie
Salle de
conditionnement
circuit "matériels"
(hors matériels de
manutention)
circuit "personnels"
Laboratoire
d'analyses
Stockage
additifs
Stockage
produit fini
Bureaux
Stockage
emballages
Quai
d'expédition
Page 44
zones fonctionnelles
Atelier de
réception
Atelier de
fromagerie
Vestiaires
Atelier de préparation
des levains
Salle de
saumurage
Salle de
ressuage
Caves
d'affinage
 Affinage
Atelier
d'entretien
 Locaux
techniques
Atelier de
laverie
 Fabrication
Salle de
conditionnement
 Conditionnement
Laboratoire
d'analyses
Stockage
additifs
Stockage
produit fini
Bureaux
Stockage
emballages
Quai
d'expédition
 Bureaux
 Stockage
Page 45
regroupements fonctionnels par zones de sensibilité
Sérum
Réception
Démoulage /
mise sur claies
Egouttage /
retournements
Moulage
Soutirage sérum
Brassage
Décaillage
Coagulation
Soutirage /
emprésurage
Maturation
Ensemencement
Pasteurisation*
Standardisation
MP
Standardisation
MG
Stockage
Filtration
Réception
Lait
Fromagerie
Pré-traitement
Salage
Crème
Ressuage
Protéines
Préparation
levains
Ferments
Présure
Sel
Affinage
Refroidissement
Conditionnement
Emballages
Emballage
*
: CCP
: Zone inerte
Stockage /
expédition
: Zone sensible (salle grise)
: Zone ultra-sensible (salle blanche)
Page 46
Le concept de Modularité de l‘usine Coeur de Lion, à Ducey
(d’après Process Magazine, mars 1995)
 Energie
 Fabrication
 Bureaux
 Locaux sociaux
 Stockage
 Conditionnement
 Affinage
Caractéristiques principales
2 Espaces de travail 7 Modules séparés
Espace "vitrine"
3 Circulations de flux
 Bureaux
 Locaux sociaux
Circuit "Personnels"
• filtre d'entrée (espace vitrine  espace
technique)
Espace "technique"  Fabrication
• ateliers techniques desservis par une
 Affinage
"galerie de liaison" périphérique
 Stockage
• sas de désinfection + équipements
 Conditionnement spécifiques à l'entrée des différentes zones
 Locaux techniques (blanches, grises, noires)
Circuit "Produits"
• marche en avant
• strict cloisonnement (sas) entre les
modules
Circuit "Air"
• conditionnement hygiénique
spécifique de chaque salle de
production ou de conditionnement
- caissons automatisés de climatisation
(régulation de la température, de
l'hygrométrie, du débit d'air, de l'apport
d'air neuf, des nettoyages), installés au
centre de chaque local
(homogénéisation de l'ambiance)
- salles en surpression avec extraction
au point le plus contaminé (laveries,
placées au centre de l'atelier de
production ; zone grise de l'atelier de
conditionnement)
Page 47
L'usine du futur vue par IDV-Ussi :
des espaces modulaires pour allier flexibilité et productivité
Espace technique
Espace
scientifique
AXE
TECHNIQUE
Espace
dynamique
AXE MAJEUR
Espace
social
Espace
statique
Espace
mécanique
Espace logistique
Page 48
Gantt classique des différentes « activités d’amélioration de valeur »
(VIP Value improving practices) lors de la préparation et de l’exécution d’un projet
(d’après Perry’s Chemical Engineers Handbook, 1973)
Page 49
Un exemple de nouvelles préoccupations à prendre en compte :
le Lean Manufacturing (Production au plus juste)
• Définition du Lean Manufacturing : système de production à haute performance cherchant à
éradiquer toute forme de gaspillage (délais inutiles, coûts inutiles, stocks inutiles, etc.) (d’après
Agrojob)
• Origine : Initialement mis en place dans les années 1950 par Toyota pour abaisser ses coûts et
augmenter sa productivité
• Les 4 règles du Lean Manufacturing, d’après Speer et Bowen (1999)
- Standard work : tout travail doit être spécifié en termes de contenu, séquence, durée et de
résultat
- Clear relationships and communications : toute relation client-fournisseur doit être directe
et non ambigue
- Simple flow : l’itinéraire de tout produit ou service doit être simple, direct et suivi
- Scientific method : toute procédure d’amélioration doit suivre une méthodologie
scientifique
• Quelques principes du Lean Manufacturing et du JIT (Just in Time)
-
réduire les stocks, diminuer la taille des lots et des séries de production
réduire la complexité, augmenter la transparence
mettre à plat les structures d'organisation et déléguer ; rendre le pouvoir aux ateliers
chasser les gaspillages, bannir les opérations sans valeur ajoutée
mettre en place un contrôle de qualité
Page 50
Quelques outils du Lean Manufacturing
(d’après www.ptemagazine.com)
Page 51
Comparaison entre GMP et Lean Manufacturing
GMP = Good Manufacturing
Practice
(très utilisé en IAA et Industries
Pharmaceutiques)
(d’après www.ptemagazine.com)
Exemple de ligne de transformation : la pêche
(d’après JBT Food Tech)
1.
2.
3.
4.
5.
Receiving – dumping
Inspection
Sizing and sistribution
Pitting
Repitting
6. Peeling
7. Size grading of halves
8. Sorting and filing
9. Syruping and closing
10. Pasterization and cooling
11. Slice canning
12. Syrup preparation plant
13. Packaging and warehousing
Page 53
Exemple de ligne de transformation : la pomme
1.
2.
3.
4.
5.
Receiving – dumping
Inspection
Sizing
Pieling – coring – slicing
Deareting
6. Filling
7. Syruping and closing
8. Pasterization and cooling
9. Compote preparation
10. Jar filling
11.
12.
13.
14.
Jar closing
Jar pasterization and cooling
Packaging and warehousing
Aseptic processing and filling
Page 54
Exemple de ligne de transformation : le citron
1. Fruit unloading
2. Transfer system
3. Brushwashing
4. Fruit grading
5. Fruit sizing
6. Fruit feeding
7. Citrus juice extraction
8. Finsihing
9. Evaporation
10.11. Cooling system
12. Drum filling
17. Control system
13. Finishing system for essential oils 18. Aseptic processing & filling
14. Cleaning in place
19. Not-from-Concentrate
15. Peel collection
capabilities
16. Peel drying system
Page 55
Exemple de ligne de fabrication : la sauce tomate
plan en coupe
(d’après Saravacos et Kostaropoulos, 2002)
1.
2.
3.
4.
5.
7.
Water bassin
Preselection and loading
Washing
Sorting
Crushing
Heating
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Evaporator
Barometric condenser
Vacuum pump
Concentrate tank
Sterilization
Aseptic packaging
Aseptic strorage
Page 56
Exempel de ligne de fabrication : sauce tomate
projection au sol
1.
2.
3.
4.
5.
7.
Water bassin
Washing
Sorting
Crushing
Heating
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Evaporator
Vacuum pump
Concentrate tank
Sterilization
Aseptic packaging
Aseptic
strorage
D.
Bounie, Polytech'Lille,
IAAL - L‘usine agro-alimentaire
Page 57
Exemple de ligne de fabrication : sauce tomate
maquette 3D
1.
2.
3.
4.
5.
7.
Water bassin
Washing
Sorting
Crushing
Heating
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Evaporator
Vacuum pump
Concentrate tank
Sterilization
Aseptic packaging
Aseptic strorage
Page 58
Bibliographie « Plant design »
• CRITT IAA IdF.
L'Usine agro-alimentaire - Guide de conception et de réalisation
Editions RIA-CEP Groupe France Agricole, 1992.
• ALIMENTEC-INDUSTRIES
Réussir votre usine agro-alimentaire + cahier de bord du chef de projet
Tec & Doc Lavoisier / RIA, Paris, 1994.
• M. S. Peters, K.D. Timmerhaus, R. E. West
Plant Design and Economics for Chemical Engineers
McGraw Hill, 2003
• W. D. Seider, J. D. Seader, D. R. Lewin
Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis, and Evaluation
Wiley, 2003
• E. Bausbacher, R. Hunt
Process Plant Layout and Piping Design
Prentice Hall PTR , 1993
• G K Agarwal
Plant Layout and Material Handling
• S. Heragu
Facilities Design
CRC, 2008
• J. L. A. Koolen
Design of Simple and Robust Process Plants
Vch Verlagsgesellschaft Mbh, 2001
• R.H. Perry, D. Green
Perry’s Chemical Engineers’ Handbook
7th Ed., McGraw-Hill Book Co., NY, 1997

L`usine agro-alimentaire : de la conception … à la mise en oeuvre

Transcription

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