Syllabus de Metiers de L'ingenieur Umapon 2020 2021 [PDF]

Zitiervorschau

COURS DE METIERS DE L’INGENIEUR

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Table des matières PRESENTATION DU COURS ...................................................................................................................... 4 Méthodes d’enseignement et d’apprentissage .................................................................................. 4 Méthodes d’évaluation : ..................................................................................................................... 4 Pondération des évaluations : ............................................................................................................. 4 Objectif général : ................................................................................................................................. 5 Objectifs spécifiques : ......................................................................................................................... 5 Finalité ................................................................................................................................................. 5 Pré-requis ............................................................................................................................................ 5 Attitude à tenir : .................................................................................................................................. 5 Subdivision du cours............................................................................................................................ 5 AVANT-PROPOS ....................................................................................................................................... 6 CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES METIERS DE L’INGENIEUR (INTRODUCTION GENERALE) .............. 7 1.1. Les matières premières et l’humanité ......................................................................................... 7 1.2. Génie et Ingénieur ........................................................................................................................ 9 1.3. Ingénierie.................................................................................................................................... 10 1.4. Autres définitions de l’ingénierie ............................................................................................... 10 1.5. Être ingénieur ? .......................................................................................................................... 11 1.6. Développement durable ? .......................................................................................................... 11 1.7. L’entreprise industrielle et l’ingénieur ....................................................................................... 12 1.8. L’ingénieur et sa formation ........................................................................................................ 14 1.9. Entreprises, ingénieur et futur ................................................................................................... 14 1.10. Le LMD et l’ingénieur ............................................................................................................... 14 1.11. Les sciences de l’ingénieur et le développement des nations ................................................... 15 CHAPITRE 2. COMPETENCES D’UN INGENIEUR SELON SON DOMAINE ............................................ 17 2.1. Définition .................................................................................................................................... 17 2.2. État de la formation avant le système LMD ............................................................................... 17 2.3.

Compétences générales et mesures d’amélioration............................................................. 18

2.4.

Compétences d’un ingénieur spécialisé en chimie ............................................................... 19

2.5.

Compétences d’un ingénieur en génie électrique ................................................................ 19

2.6.

Compétences d’un ingénieur en génie civil .......................................................................... 20

2.7.

Compétences d’un ingénieur en électromécanique ............................................................. 20

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2.8.

Compétences d’un ingénieur en métallurgie et matériaux .................................................. 21

2.9.

COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN MINES......................................................................... 22

2.10.

COMPETENCES D’UN GEOLOGUE...................................................................................... 22

2.11.

COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN GENIE MECANIQUE ................................................ 23

2.12.

COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN GENIE INFORMATIQUE .......................................... 25

Chapitre 3. ETAPES DE REALISATION D’UN PROJET .............................................................................. 27 III.1. DEFINITION DES CONCEPTS CLES .............................................................................................. 27 III.2. ETAPE DE REALISATION D’UN PROJET ....................................................................................... 27 III.3. Contraintes de réalisation de projet ......................................................................................... 28 III.4. Quelques types de projets......................................................................................................... 29 III.5. PHASES PRINCIPALES D'UN PROJET .......................................................................................... 30 III.5.1. La Conception .................................................................................................................... 31 III.5.2. La Planification .................................................................................................................. 31 III.5.3. La Réalisation..................................................................................................................... 31 III.5.4. La Terminaison ou Clôture du projet ................................................................................ 32 ANNEXES................................................................................................................................................ 34 QUELQUES SCHEMAS DE PRODUCTION INDUSTRIELLE ........................................................................ 35 INTRODUCTION ................................................................................................................................. 35 DESCRIPTION D’UN PROCEDE, D’UN EQUIPEMENT OU D’UNE INSTALLATION ................................ 35 PROCESSUS D’INDUSTRIALISATION ................................................................................................... 36 SCHEMA BLOC ................................................................................................................................... 39 SCHEMA DE PROCEDE ....................................................................................................................... 42 SCHEMAS D’IMPLANTATION ............................................................................................................. 43 AUTRES DEFINITIONS ET TYPES DE SCHEMA..................................................................................... 43 QUELQUES SCHEMAS, PROCEDES ET MACHINES .............................................................................. 46 DOMAINES CHIMIQUES ..................................................................................................................... 46 APPROCHE MINERALURGIQUE.......................................................................................................... 47 LES DISPOSITIFS DE FRAGMENTATION .............................................................................................. 47 METHODES DE TAMISAGE ................................................................................................................. 49 CLASSIFICATION................................................................................................................................. 50 FLOTTATION ...................................................................................................................................... 53 FABRICATION DE L’ALCOOL ETHYLIQUE (LUTUKU) ........................................................................... 54 TRAITEMENT DES EAUX RESIDUELLES INDUSTRIELLES ..................................................................... 56 PROCEDES MECANIQUES .................................................................................................................. 57

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PROCEDES PHYSIQUES ...................................................................................................................... 57 PROCEDES BIOLOGIQUES .................................................................................................................. 58 DOMAINES DE LA METALLURGIE ...................................................................................................... 59 DOMAINES DE GENIE CIVIL................................................................................................................ 61 BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 62

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PRESENTATION DU COURS ➢ LES METIERS DE L’INGENIERIE ➢ Identifiant: PROF102 ➢ 10 h (TH) + 30h (TD) + 10h (TPE) = 50 heures ➢ Nombre de crédits = 2 crédits « Le crédit c’est le volume horaire vu du point de vue du travail de l’étudiant et non de l’enseignant. Contrairement à la vision traditionnelle qui calculait les heures en se basant sur le temps que l’enseignant passe avec l’étudiant dans l’auditoire ou au labo, le crédit considère plutôt le temps que l’étudiant mobilise pour construire son savoir: en présence de l’enseignant, en bibliothèque ou sur terrain » 1 crédit équivaut entre 15 et 25h selon les systèmes LMD auxquels ont appartient (européen, africain, francophone, anglo-saxon)

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage : ✓ Le cours théorique est exposé ex cathedra en utilisant un vidéo projecteur. ✓ Les notes (syllabus) et les diapositives sont mises à la disposition des étudiants. ✓ Le cours théorique est accompagné des visites, conférences, exposé etc. ✓ Les T.P.E comprennent : travaux en groupe, les visites et conférences, l’ensemble des connaissances acquises seuls

par

l’étudiant

pour

constituer

(bibliothèque, centres de recherches)

Méthodes d’évaluation : ✓ Epreuve écrite ✓ Exposé d’un rapport sur thème choisi (en groupe) ✓ Epreuve sur terrain : visites ✓ Participation aux conférences 2 interrogations écrites, 2 TP et 4TD, 2 rapports de visite, 2 exposés,

Pondération des évaluations : ▪

Interrogations : 50%

▪

TD, exposé, rapport : 50%

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son

savoir

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Objectif général : Faire connaitre à l’étudiant les métiers de l’ingénierie afin de s’imprégner des différents domaines qu’il choisira plus tard.

Objectifs spécifiques : A l’issue de ce cours l’étudiant doit être capable de : ✓ Identifier les secteurs vitaux utilisant l’ingénieur ✓ Expliquer l’objet de différents domaines de l’ingénieur ✓ Énumérer les étapes essentielles dans la production ✓ Initier un petit projet et concevoir un schéma simple de production

Finalité : Maitriser les différents domaines de l’ingénieur ainsi que le rôle de l’ingénieur dans chaque secteur, pour un développement durable.

Pré-requis : Ce cours nécessite une connaissance multi disciplinaire en général et technologique en particulier sans oublier la connaissance générale.

Attitude à tenir : régularité et ponctualité, TD matinal sur matière vue la fois passée Subdivision du cours o PARTIE THEORIQUE 1) GENERALITES SUR LES METIERS DE L’INGENIEUR (INTRODUCTION GENERALE) 2) COMPETENCES D’UN INGENIEUR SELON SON DOMAINE 3) REALISATION D’UN PROJET ✓ Initiation à la gestion d’un projet ✓ Etapes de réalisation d’un projet o TRAVAUX DIRIGES ET TRAVAUX PRATIQUES ENCADRES 1. THEME A EXPOSER PAR GROUPE : 2. CONFERENCE PAR UN ACTEUR DU MILIEU 3. VISITE DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION o ANNEXES : QUELQUES SCHEMAS DE PRODUCTION INDUSTRIELLE

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AVANT-PROPOS Les fondamentaux de la création, de la vie d’une entreprise et de son organisation montrent l’importance du rôle que l’ingénieur doit y jouer. La valeur d’une activité commerciale et industrielle inclus plusieurs paramètres entre clients et fournisseurs dont : compréhension des besoins du marché ; la réponse aux clients au travers des idées novatrices sur tous les points de vue, surtout sur les plans technique et économique. L’accent doit être mis sur l’importance des compétences dans la formation de l’ingénieur. Compétences qui se manifestent au travers de savoirs, savoir-faire et de savoir être. La mondialisation, la prise en compte du développement durable, les défis des ressources naturelles et de l’énergie, l’émergence de problèmes nouveaux, sont autant de problèmes complexes à résoudre. Les ingénieurs ont un rôle fondamental à jouer dans la société d’aujourd’hui et de demain. Les formations d’ingénieur se définissent en réponse à plusieurs exigences liées aux progrès scientifiques et techniques, à l’évolution des besoins des entreprises, à la diversification du marché de l’emploi et à la demande sociétale. La définition du métier d’ingénieur doit s’inscrire dans son contexte, elle est forcément évolutive. Le métier de base de l’ingénieur consiste à poser et à résoudre de manière toujours plus performante des problèmes aux dimensions multiples, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre, au sein d’une organisation compétitive, de produits, de systèmes ou de services, éventuellement à leur financement et à leur commercialisation. A ce titre, l’Ingénieur doit posséder un ensemble de savoirs techniques, économiques, sociaux et humains, reposant sur une solide culture scientifique. Il apparait aujourd’hui de plus en plus comme un organisateur, un coordonnateur, le manager de projets complexes. L’activité de l’Ingénieur s’exerce notamment dans l’industrie, le bâtiment et les travaux publics, l’agriculture et les services. Elle mobilise des hommes et des moyens techniques et financiers, souvent dans un contexte international. Elle reçoit une sanction économique et sociale, et prend en compte les préoccupations de protection de l’Homme, de la vie et de l’environnement, et plus généralement du bien-être collectif.

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CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES METIERS DE L’INGENIEUR (INTRODUCTION GENERALE) 1.1. Les matières premières et l’humanité Un grand nombre de secteurs de l'économie mondiale dépendent des matières premières minérales ou minerais. Tous les domaines de l'industrie au sens large (génie civil, cimenteries, verreries, papeteries, chimie, pétrochimie, mécanique, électricité et électronique, aéronautique, constructions navales, agroalimentaire, etc.) utilisent des matières minérales et métalliques pour fabriquer les biens qui nous entourent et nous servent quotidiennement. Actuellement des exemples dans les nouvelles technologies sont légions. La fabrication des voitures électriques a grandement besoin du cobalt pour ses batteries. L’électronique aujourd’hui a besoin du colombo-tantalite (Coltan), minerai aussi précieux que l’or, de couleur noire, dont on extrait le niobium (colombium autrefois) et le tantale. On peut dire sans exagérer que sans les matières premières minérales, notre civilisation n'existerait pas. La figure suivante illustre cela au travers du téléphone, qui montre que toutes ses composantes sont fabriquées à partir des matières premières.

Figure 1 : Composantes d’un téléphone et ses matières de fabrication La figure suivante montre l’importance de l’ingénieur dans les quatre révolutions industrielles que l’humanité a déjà connues partant de la production mécanique (1765) à l’introduction des nouvelles technologies aujourd’hui.

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Figure 2 : les quatre révolutions industrielles

La figure suivante montre l’évolution technologique et historique de la téléphonie, partant du réseau 1G au réseau 5G. Historiquement cela part de 1980 pour 1G jusque 2020 avec l’implantation de la 5G.

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Figure 3 : Evolution technologique et historique de la téléphonie

1.2. Génie et Ingénieur D’après Genie-inc.com, le mot « génie » possède des racines indo-européennes, et signifie un être aux pouvoirs magiques. L’expression se transforme pour désigner un conseiller qui montre l’exemple par ses agissements. Au moyen-âge, l'expression « génie » est utilisée pour désigner un porteur de pouvoirs militaires, et était souvent employé pour désigner la personne

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responsable de la planification des fortifications, de l’agencement de terrain et des communications durant les guerres. Le mot « ingénieur » tire son origine du latin INGENIUM, qui signifie « engin ». Cette expression créée au Moyen-âge pour définir les constructeurs d’engins militaires. C’est à ce moment que l’expression se rapproche de « génie », puisque les deux termes désignaient des personnes contribuant aux planifications militaires. C’est en 1832 que l’Académie française définit officiellement le terme « ingénieur » dans son dictionnaire comme une personne dont le métier consiste à « résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de produits, de système ou de services.

1.3. Ingénierie C’est en 1964 que le mot « ingénierie » est officiellement accepté dans la langue française. Le terme provient de l’anglais « engineering », et est défini comme « l’ensemble des aspects technologiques, économiques, financiers et humains, relatifs à l’étude et à la réalisation d’un projet, qu’il soit industriel, scientifique ou de société ». COULON définit le génie « comme l’ensemble de connaissances raisonnées et de moyens appropriés propres à un domaine d’activités ». Ainsi pour distinguer les 2 termes « génie et ingénierie », on associe le génie à tout ce qui est théorique, tandis que l’ingénierie désigne plutôt le domaine pratique. L’ingénierie est donc, la mise en pratique concrète du génie

1.4. Autres définitions de l’ingénierie C’est une étude globale d’un projet industriel sous tous ses aspects (techniques, économiques, financiers, etc.). L’ingénierie est l’ensemble des fonctions qui mènent de la conception et des études, de l’achat et du contrôle de fabrication des équipements, à la construction et à la mise en service d’une installation technique et industrielle (Wikipédia). D’après Eric HUTTER (Techniques-ingénieur.fr), l’ingénierie technique se définit comme l’ensemble des prestations consistant à étudier, concevoir et faire réaliser un ouvrage. Les ingénieurs spécialistes peuvent agir soit dans le cadre d’une seule spécialité, en général comme « ingénieur conseils », soit dans le cadre d’une structure plus large, pluridisciplinaire, le « bureau d’études techniques » ou la société d’ingénierie. Les missions des ingénieurs peuvent intervenir depuis l’origine de l’idée même de l’investissement jusqu’à l’exploitation. Comme exemple des missions : conseiller le maitre d’ouvrage au stade de la décision, concevoir l’ouvrage à réaliser, faire réaliser l’ouvrage Comme types d’études : Identification, programmation et budgétisation, études de faisabilité et de rentabilité, études des risques technique et financier, management du projet, études PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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préliminaires, études de conception, projet d’exécution, sélection des entreprises, supervision des travaux, gestion administrative des marchés, planification, etc.

1.5. Être ingénieur ? C'est savoir réaliser, concevoir et innover. C'est savoir analyser un problème concret en prenant en compte sa complexité, sans s'y perdre. C'est aussi s'appuyer sur les avancées scientifiques pour mettre en œuvre des solutions ; C'est savoir s'entourer de spécialistes et travailler en équipe pour faire face à la globalité des enjeux et des projets. Un ingénieur doit évoluer dans un modèle où la recherche et l'innovation sont ses chevaux de bataille, pour s'inscrire dans le tissu industriel local et international. L'ingénieur doit donc s'ouvrir au monde et traduire les besoins pour créer les produits de demain par une technologie particulière, pour un développement durable.

1.6. Développement durable ? Concept né à la fin des années 1960. Avec l’apparition des problèmes environnementaux. Définition de 1987 par la commission mondiale sur l’environnement et le développement. C’est un développement qui répond aux besoins des générations du présent, sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs Il prend en compte 3 dimensions indissociables : •

l’économie,

•

le social et

•

l’environnement

A ces 3 dimensions, on peut ajouter la gouvernance (dimension démocratique) Le développement économique doit être mis au service des besoins humains pour favoriser la création des richesses pour tous. A travers de modes de production et de consommation durable. Il doit assurer la satisfaction de besoins humains et l’équité sociale. Il doit enfin assurer la préservation et la valorisation de l’environnement. Par l’utilisation raisonnée des ressources naturelles et par la prévention des impacts environnementaux

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ENVIRONNEMENT

VIABLE VIVABLE

DURABLE SOCIAL

ECONOMIE

EQUITABLE

Figure 4 : Développement durable L'ingénieur réunit des réalités très diverses, selon le secteur dans lequel il évolue, mais il y a un fondement de compétences communes. Le métier de base de l'ingénieur revient à poser et résoudre de manière toujours plus efficace des problèmes souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre, dans une organisation compétitive, de produits, de systèmes ou de services, et dans certains cas à leur financement et commercialisation. C'est pour cela qu'un ingénieur doit acquérir un ensemble de savoirs techniques, économiques, sociaux et humains, basé sur une culture scientifique solide. Les entreprises affichent des besoins énormes en postes de cadre, dont les ingénieurs. Cette conjoncture concerne tout type d'entreprise partant de grands groupes jusqu'aux petites et moyennes entreprises (PME). S'il y a un métier qui donne un accès à l'emploi, c'est bien celui de l'ingénieur.

1.7. L’entreprise industrielle et l’ingénieur Dans le classement des entreprises par secteurs d’activités, l’entreprise industrielle fait partie du secteur secondaire. Rappelons que le secteur primaire désigne l’activité de production qui fournit les matières premières c'est-à-dire non transformées. Il couvre l’agriculture et les PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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industries extractives comme par exemple les mines, les carrières, la culture, l’élevage, les pêcheries, les exploitations forestières, etc. Le secteur secondaire désigne l’activité de transformation des matières premières en produits semi-finis ou finis. Il comprend toutes les industries dites de transformation : Concentration-Pyrométallurgie ou Hydrométallurgie, Lixiviation-Extraction par solvant-Electrolyse, Sidérurgie, usines de montage, industries chimiques, industries mécaniques, industries électriques, industries textiles, etc. Le secteur tertiaire est celui des activités non productrices de biens mais plutôt des services. Il comprend la distribution (commerce de gros et de détail), les activités de loisirs, les activités de conseil, les banques, etc. La figure 5 donne les composantes d’une entreprise industrielle.

Figure 5 : L’entreprise industrielle Certains pays aux ambitions hégémoniques, détiennent des technologies qu’ils ne préfèrent pas transférer à d’autres, moins puissants qu’eux de manière à les maintenir dans le secteur primaire, afin de garder la suite du processus de transformation de ces matières premières, dans les industries transformatrices de leurs pays. L’Afrique en a souffert pendant longtemps et aujourd’hui les choses sont en pleine mutation, avec l’émergence de plusieurs pays africains. Le concept de « nouvelles technologies » peut aussi varier comme celui du minerai, dans le temps et dans l’espace. Une technologie apparue il y a bien des années dans un continent ou un pays bien déterminé, peut être considérée ailleurs comme nouvelle, dans le cadre du transfert de technologie. C’est le cas dans le secteur minier de la RD Congo, où plusieurs technologies utilisées ailleurs depuis très longtemps, peuvent paraitre comme nouvelles en RD Congo. Le secteur minier en RD Congo a demeuré pendant longtemps un secteur des industries extractives classé dans le secteur primaire. Des efforts fournis par l’Etat Congolais en interdisant l’exportation des minerais bruts, ont amené plusieurs entreprises minières à se tourner vers le secteur secondaire, en recourant à des technologies adéquates, pour créer des usines minéralurgiques (concentration : flottation, gravimétrie classique, milieu dense HMS) et métallurgiques (Hydrométallurgie : Lixiviation-Extraction par solvant-Electrolyse et Pyrométallurgie). Toute technologie à un coût, qu’il s’agisse de celles dites traditionnelles ou celles dites nouvelles. L’ingénieur avisé ou l’investisseur attitré ne cherchera jamais la technologie la plus performante pour résoudre ses problèmes, si celle-ci ne lui rassure pas une certaine rentabilité. Dans le monde, les compagnies qui sont passées du bon au meilleur (Good to Great) pensent différemment du rôle de la technologie. Elles n’utilisent jamais la technologie comme des moyens fondamentaux pour allumer une transformation, cependant elles sont des pionniers

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dans l’application et l’utilisation des technologies sélectionnées. Dans la microcaractérisation des matières solides : près de 400 techniques utilisées en géologie, géochimie, mines, minéralurgie, métallurgie, etc. Ce nombre rend aléatoire leur classement, vu leur multiplicité et diversité. Un problème de caractérisation nécessite le plus souvent le recours à différentes techniques d’analyse, mise en œuvre conjointement. Pour résoudre un problème donné de caractérisation, il faudra donc choisir non pas la meilleure méthode, mais la combinaison de techniques complémentaires la plus performante et la mieux adaptée à l’étude qu’on effectue. L’industrie minière est une industrie lourde, exposée au système inflatoire et aux risques de tout genre. Avant de mettre des millions de dollars en jeu, il faudra se rassurer de la technologie capable de s’adapter aux minerais à exploiter, en vue de générer un gain appréciable. L’acquisition de la technologie amène à la création des emplois (création des entreprises transformatrices), par contre l’automatisation de plusieurs processus industriels diminue le recours à l’homme comme main d’œuvre (un juste milieu doit être trouvé).

1.8. L’ingénieur et sa formation Après identification de besoins de compétences attendues, la formation des ingénieurs doit être conséquente. Un ingénieur doit faire preuve d'autonomie, Être capable de prendre des responsabilités managériales et non pas exclusivement dans

un domaine technique, Être

capable de comprendre la société et le monde qui l'entoure pour concevoir des produits en phase avec celui-ci.

1.9. Entreprises, ingénieur et futur Les entreprises développaient il y a quelques décennies, une technologie et concevaient le produit qui en découlait sans tenir compte des besoins du marché. Aujourd'hui l'ingénieur doit s'attacher davantage à comprendre les besoins en aval, à déterminer ceux qui ne sont pas satisfaits et à concevoir les produits, services ou objets. Pour y répondre Il doit donc s'imprégner des tendances et faire une projection du futur.

1.10. Le LMD et l’ingénieur Dans le système LMD, actuellement appliqué à l'Université de Lubumbashi, les ingénieurs bénéficient d'une formation de 5 ans. Cette formation permet de développer une solide culture scientifique multidisciplinaire et une spécialisation plus ou moins élevée. L'enseignant passe moins de temps dans l'auditoire et l'étudiant se forme par les travaux pratiques en classe, au laboratoire ou sur terrain ; Il poursuit également sa formation par les travaux pratiques encadrés seul en bibliothèque ou sur internet. Contrairement à l'ancien système de formation, plus de pratiques sont encouragées que de théories, afin de rendre la formation plus professionnalisante. Cette formation lui procure de PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

compétences

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professionnelles nécessaires aux entreprises comme : la conduite des projets, apprentissage des aspects

techniques,

économiques,

financiers

et environnementaux du métier

d'ingénieur. Des visites et des stages en entreprise sont également accordés à l'étudiant pour qu'il s'habitue déjà au monde du travail. Le titre d'ingénieur diplômé confère automatiquement à son titulaire le grade de Master, Grade répondant aux standards internationaux. 1.11. Les sciences de l’ingénieur et le développement des nations La maitrise de notre environnement externe et interne passe par l’utilisation optimale des technologies modernes. Toutefois, ce savoir scientifique est constamment en évolution et, plus c’est récent, plus grande est sa performance. Sa progression exige des investissements énormes en « Recherche et Développement ». Donc le devoir de toute Nation qui aspire au développement très rapide est de mettre un accent fort sur la Formation Scientifique de ses jeunes étudiants. Cas du Président De Gaule (de 1965 à1968). Aux yeux du Général, la recherche relève d'une politique à part entière, comme instrument au service du progrès économique et social ainsi que de l'indépendance et du rayonnement national. Lorsqu’il est arrivé à la présidence de la France, De Gaule avait l’ambition de faire de son pays un leader dans tous les domaines des technologies. Il a injecté beaucoup d’argent dans la recherche et le développement dans les universités et les centres de recherche. Toutefois ses efforts se sont soldés par des échecs. L’exemple le plus frappant de cet échec a été le cas de la compagnie BULL, la compagnie française d’ordinateurs. En effet, chaque modèle produit par BULL avait des puissances et des capacités comparables à celui d’IBM sorti 10 ans plus tôt. De plus la fiabilité de ces ordinateurs n’était pas au rendez-vous, au point qu’aucune société française n’acceptait de les acheter. Le Président Français a vite compris que le système éducatif français et le niveau de la recherche en France ne pouvaient pas le sauver dans l’immédiat. Il a donc pris la décision d’envoyer pour 2 ans aux USA, tous les jeunes diplômés des écoles d’ingénieurs et des Facultés des sciences. L’idée était que ces jeunes, qui ne cherchaient aucun diplôme américain, devaient acquérir tout le savoir technologique de pointe qui existait en Amérique. Chacun de ces jeunes était libre de suivre les cours de haut niveau qui l’intéressait et dans leur mission, ils devaient se familiariser avec les travaux des laboratoires des universités. Un des nos professeurs (Maguiraga Madiassa) a connu ces jeunes français, à l’Université de New Mexico où il faisait son Master’s Degree. Ensuite quand il a été à Purdue University pour son Doctorat en 1967, il a retrouvé encore une vague de ces français. Ce programme massif continuera jusqu’en 1968. C’est suite à ce vaste programme de formation que la France a décollé dans tous les domaines de haute technologie, avec des exploits tels que Ariane, Airbus, etc. Cas du SHAH d’Iran (1965) PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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Les ambitions du Shah étaient surtout dans le domaine nucléaire. Il a commencé par faire des dons financiers importants à plusieurs des grandes universités américaines. Ensuite il a envoyé en formation dans le domaine nucléaire, plusieurs dizaines de ses jeunes étudiants. Pour le Shah, tout était ainsi bien en place pour l’acquisition éventuelle de la bombe atomique, surtout que les USA étaient coopératifs comme l’indiquent des documents déclassifiés du Musée du Président Gerald Ford, Deux documents en particulier, datés du 22 avril 1975 et du 20 avril 1976, montrent que les États-Unis et l'Iran ont tenu des négociations pour une coopération sur l'utilisation de l'énergie nucléaire. Selon ces documents, les ÉtatsUnis étaient prêts à aider l'Iran en mettant en place l'enrichissement de l'uranium et des installations de traitement du combustible.Toute fois en Janvier 1979, le Shah est renversé par une révolution des islamistes dirigés par l’Ayatollah Khomeiny. Plusieurs des ingénieurs nucléaires quitteront l’Iran pour s’exiler à l’occident. Ce qui retardera à ce jour la possession de la bombe atomique par ce pays.

Cas de la Chine sous Deng Xiaoping (1980-1990) Deng Xiaoping est arrivé effectivement au pouvoir en Chine en 1978. Il était avant tout un homme pratique et sa phrase fétiche est : « Qu’importe la couleur d’un chat, s’il attrape les souris, c’est un bon chat ». Son plan de modernisation de la Chine devait se faire dans les quatre domaines suivants : Agriculture, Industrie, Défense Nationale, Sciences et Technologie. L’éducation étant le pilier principal qui permettra la réalisation de ce plan, et il commença par une réforme interne de l’éducation nationale. C’est ainsi que pour aller encore plus vite dans la modernisation, les USA ont connu dans les années 1980, une invasion des étudiants chinois dans tous les cycles de formations universitaires. L’idée était que même si la moitié de ces étudiants ne revenaient pas en Chine après leurs études, ceux qui rentreront au pays vont permettre le décollage technologique du pays sans tarder. Sur la base des trois exemples développés ci-haut, la conclusion est qu’une formation massive dans les sciences et les technologies modernes (sciences de l’ingénieur) est la garantie du développement moderne.

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CHAPITRE 2. COMPETENCES D’UN INGENIEUR SELON SON DOMAINE 2.1. Définition D’après le site https://www.linternaute.fr/dictionnaire/fr/definition/competence, le mot « Compétence » peut avoir plusieurs sens. Nous avons donc retenu le premier sens qui signifie « Capacité reconnue dans un domaine ». Exemple : Avoir la compétence requise pour un emploi. Comme synonymes, nous pouvons citer les mots suivants : capacité, savoir-faire, aptitude, art, qualification, qualité, capacité, savoir-faire, aptitude, art, qualification, qualité.

2.2. État de la formation avant le système LMD

Les programmes développés avant le LMD, ont permis aux ingénieurs d’avoir de bonnes connaissances scientifiques et d’ingénierie dans leurs domaines respectifs (Compétences générales) 2.2.1. Faiblesses de ces programmes − Tendance d’être trop axés sur les connaissances théoriques (savoir) − Sont peu axés sur les aspects pratiques (savoir-faire) − Et les compétences transversales (savoir être) 2.2.2. Constats après analyse par des experts canadiens

La composante conception semble trop peu présente dans les programmes. Le faible nombre de cours/projets réalisés en équipe ne favorise guère le développement des compétences transversales telles l’autonomie dans le travail et l’esprit critique, le travail en équipe et la communication. Des faiblesses ont été observées quant à la présence de cours ou d’initiatives permettant de développer les compétences des étudiants en matière de communications. Renforcement de concepts de gestion de projets et surtout de l’évaluation économique des projets. Renforcement des programmes quant à l’impact du rôle de l’ingénieur sur l’environnement et la société. Le nombre important d’heures-contacts favorise peu le développement de l’autonomie chez les étudiants.

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Le nombre important de petits modules (2 ou 3 crédits) génère une charge de travail importante pour l’étudiant ce qui a aussi pour effet de restreindre le développement de l’autonomie chez les étudiants.

2.3. Compétences générales et mesures d’amélioration •

Analyse de problèmes (Augmenter le volume horaire consacré aux TD et aux TP)

•

Conception (Augmenter le nombre de crédits consacrés aux projets en équipe)

•

Utilisation d'outils d'ingénierie (Augmenter les heures de TP faites en laboratoire)

•

Travail individuel et en équipe (s’assurer que le projet final est réalisé en équipe et qu’un des projets annuels est individuel).

•

Communication (Offrir un cours portant sur les communications, des cours additionnels permettant aux étudiants d’améliorer leur maîtrise de l’anglais)

•

Compétences générales et mesures d’amélioration

•

Compétences générales et mesures d’amélioration

•

Professionnalisme (Ajouter un cours portant autant sur le professionnalisme que la déontologie et l’éthique)

•

Impact du génie sur la société et l’environnement (S’assurer que les enseignements sur ce sujet soient suffisants en augmentant leurs crédits même à 6)

•

Déontologie et équité (Ajouter un cours portant autant sur le professionnalisme que la déontologie et l’éthique)

•

Économie et gestion de projet (S'assurer qu'un cours de bon niveau soit présent dans tous les programmes, tant pour l'analyse économique des projets d'ingénierie que pour la gestion de projet).

•

Apprentissage continu (Bien que cet élément soit difficile à évaluer, la diminution du nombre d'heures d'encadrement obligera les étudiants à plus investir dans leur apprentissage, les habituant ainsi à chercher les informations dont ils ont besoin et à utiliser les nouvelles technologies).

•

Compétences générales et mesures d’amélioration Les nouveaux programmes LMD développe des compétences spécifiques que doit

avoir un ingénieur, sachant qu’une compétence est ce qu’on peut donner à la société.

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Désormais avant de créer un programme il faut d’abord développer les compétences à conférer à l’étudiant.

2.4. Compétences d’un ingénieur spécialisé en chimie Il doit acquérir, tout au long de sa formation, les compétences spécifiques suivantes. 1. L’ingénieur chimiste doit posséder des concepts de base en science du génie chimique, qui incluent : ✓ Les domaines de la chimie ✓ Les sciences des matériaux ✓ Les bilans de matières et d'énergie ✓ La thermodynamique ✓ Les phénomènes d'échanges. 2. L'ingénieur chimiste doit être en mesure de calculer et de dimensionner les équipements de génie chimique, en se basant sur des concepts qui incluent : ✓ La dynamique des systèmes ✓ Les opérations unitaires ✓ Le calcul des réacteurs. 3. L'ingénieur chimiste doit être en mesure de concevoir et de contrôler des procédés, en se basant sur des concepts qui incluent : ✓ La synthèse des procédés ✓ La modélisation des procédés ✓ La conception des procédés.

2.5. Compétences d’un ingénieur en génie électrique L’ingénieur électrique doit développer les compétences spécifiques suivantes : 1. Acquérir et appliquer des connaissances essentielles en électrotechnique, en électronique analogique et en électronique numérique nécessaires à une formation polyvalente dans ces domaines. 2. Acquérir et appliquer des connaissances approfondies dans une des deux spécialités du génie électrique proposées dans le programme existant :

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Électricité industrielle, Électronique et Informatique 3. Maîtriser les méthodes de l'ingénieur en insistant sur la conception de systèmes industriels. 4. Concevoir, réaliser, analyser et gérer des éléments et des systèmes du milieu industriel. Sont ainsi présentées les trois orientations majeures suivantes : ❖ En

Électricité

industrielle

(Installations

électriques,

Machines

électriques,

Convertisseurs statiques, Réseaux de distribution, Commande, Automatismes) ❖ En Électronique et informatique, l'accent étant mis sur l'informatique ❖ En Télécommunications (Télécommunications classiques et Réseaux numériques).

2.6. Compétences d’un ingénieur en génie civil Les compétences développées par le programme de génie civil permettent d'atteindre les standards internationaux dans les domaines classiques du génie civil qui sont : •

La géotechnique

•

L’environnement et l'hydraulique

•

La topographie et les transports

•

Les structures

Les quatre orientations proposées : ✓ Structures (bâtiments, ouvrages d’art, barrages, …), ✓ Géotechnique (terrassement, fondations, routes, …), ✓ Hydraulique et génie de l’environnement (ouvrages hydrauliques, contrôle des inondations, assainissement…) ✓ Transport (mobilité urbaine, planification, tracé et sécurité routière, voie ferrées).

2.7. Compétences d’un ingénieur en électromécanique L’ingénieur en électromécanique doit développer les compétences spécifiques suivantes : 1. Acquérir et appliquer des connaissances essentielles en informatique, en électronique et en mécanique nécessaires à une formation polyvalente et interdisciplinaire ;

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2. Acquérir et appliquer des connaissances approfondies en génie électrique et en génie mécanique ; 3. Maîtriser les méthodes de l'ingénieur en insistant sur la dynamique des systèmes et sur la conception d'équipements et de procédés industriels ; 4. Concevoir, réaliser et analyser des éléments et des systèmes du milieu industriel. Le programme d’électromécanique combine deux spécialités. Il est donc normal que les deux spécialités soient approfondies de façon équivalente : ✓ en Génie électrique ✓ en Génie mécanique

2.8. Compétences d’un ingénieur en métallurgie et matériaux L'université de Lubumbashi propose actuellement deux programmes distincts : ingénieur civil en Métallurgie, ingénieur industriel en Génie des matériaux (proches). L'ingénieur métallurgiste doit : 1. savoir identifier les différentes étapes de la préparation des sites et maîtriser la minéralogie, le prétraitement du minerai et la transformation primaire du minerai ; 2. assurer la viabilité à court et long termes des sites de traitements des minerais 3. posséder des connaissances de base en sciences et génie des matériaux 4. être en mesure de calculer, concevoir et planifier un procédé de transformation primaire des minerais en métaux, 5. être en mesure de calculer et concevoir des procédés de transformations secondaires ou de mise en œuvre des matériaux, 6. être en mesure de caractériser la morphologie, la composition chimique, les propriétés physico-chimiques, la microstructure des différents types de matériaux ; 7. posséder de fortes connaissances en économie des procédés métallurgiques, 8. posséder de bonnes connaissances en optimisation, recherche opérationnelle et planification ; 9. posséder de bonnes connaissances en environnement, développement durable et gestion des déchets métallurgiques, 10. connaître et comprendre les impacts sociaux causés par les projets industriels, 11. posséder une maitrise suffisante de la langue anglaise.

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2.9. COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN MINES L’ingénieur minier doit développer, au cours de sa formation, les compétences spécifiques suivantes. L'ingénieur minier doit : 1. Savoir établir le réseau de ventilation d’une mine souterraine, déterminer les débits nécessaires, calculer les pertes de charge et choisir les équipements requis, 2. Assurer la stabilité à court et long terme des excavations dans le roc, 3. Posséder des connaissances de base en topographie ; 4. Être en mesure de calculer, concevoir et planifier le forage et dynamitage des excavations dans le roc ; 5. Être en mesure de calculer et concevoir des ouvrages géotechniques dans le sol et le roc ; 6. Connaître les différentes méthodes d’exploitation en surface et en souterrain ; 7. Posséder des connaissances de base en géologie et traitement de minerais ; 8. Posséder de fortes connaissances en économie minière et analyses économiques ; 9. Posséder de bonnes connaissances en planification, optimisation et recherche opérationnelle ; 10. Posséder des bonnes connaissances en environnement, développement durable et gestion des rejets miniers ; 11. Connaître et comprendre les impacts sociaux causés par les projets industriels ; 12. Savoir établir un réseau d’exhaure d’une mine visant à assécher le champ minier, prendre des mesures préventives et passives de protection contre les noyades ; 13. Posséder une maitrise suffisante de la langue an.

2.10.

COMPETENCES D’UN GEOLOGUE

La profession de géologue fait appel aux compétences spécifiques suivantes : 1. Exécuter des relevés d’études et des cartes géologiques effectuées sur le terrain ou à partir de documents, tels les interprétations photogéologiques et les données fournies par la télédetection, la géochimie, etc.

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2. Exécuter des relevés d’études effectuées par interprétation des données fournies par les sondages et forages, et leur exploitation 3. Exécuter des relevés d’études géologiques aux fins de travaux concernant des ouvrages et des aménagements 4. Faire des recherches relatives à l’étude et à la prévention des risques naturels à caractère géologique, tels que les glissements de terrain, séismes, éruptions volcaniques, érosions des sols et des côtes, etc. 5. Effectuer des études géologiques concernant les eaux superficielles et souterraines; soit la recherche, l’évaluation, l’exploitation et la protection des ressources en eau 6. Effectuer des études géologiques relatives à la recherche et à l’exploitation des gisements de minerais, d’hydrocarbures, de charbon et de toutes les autres substances utiles extraites en mines ou carrières. 7. Effectuer des études d’évaluation des ressources et réserves minérales et de mise en valeur des gisements. 8. Effectuer des études géologiques relatives au stockage souterrain et de surface 9. Effectuer des études géologiques relatives à la recherche et à l’exploitation des gisements géothermiques Deux orientations majeures peuvent être faites en géologie, en dehors des orientations en géologie du pétrole et des gaz. Il s’agit de : « exploration et géologie minière » et « Environnement et Hydrogéologie ».

2.11.

COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN GENIE MECANIQUE

❖ Missions principales Les missions principales d’un ingénieur en génie mécanique sont les suivantes : ✓ Conception de l’architecture d’un produit mécanique ; ✓ Assurer les simulations techniques sur ordinateur ;

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✓ Effectuer tous les calculs théoriques précédant la détermination des caractéristiques d’un produit ; Déterminer le choix des machines de fabrication ; ✓ Gérer les ateliers de fabrication et assister techniquement toutes les équipes qui y travaillent ; ✓ Assurer la maintenance du produit et souvent sa commercialisation. Cela passe aussi par la maîtrise des coûts et des délais. Il peut être amené à traiter des projets transversaux, dans les domaines ciblés, autour de trois thèmes : ✓ Systèmes manufacturiers : matériaux, ingénierie des surfaces, procédés et processus de production ; ✓ Environnement : énergies renouvelables, ouvrages hydrauliques, technologies alternatives ; ✓ Santé : biomécanique ostéoarticulaire, robotique médicale. ❖ Compétences techniques ✓ avoir de solides connaissances en résistance des matériaux, en thermodynamique ; ✓ maîtriser des techniques d’automatisme ; ✓ maîtriser des logiciels de calculs théoriques et de la conception assistée par ordinateur (CAO) ; ✓ avoir des aptitudes managériales et communicationnelles ; ✓ avoir des connaissances dans les outils et les techniques de commercialisation ; ✓ avoir une maîtrise parfaite de l’anglais. ❖ Débouchées ✓ L’ingénieur en génie mécanique intervient dans de nombreux domaines d’activités, en PME comme au sein de grands groupes : ✓ Automobile ;

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✓ Sidérurgie ; ✓ Aéronautique ; ✓ Machines-outils ; ✓ Biens de consommation ; ✓ Agroalimentaire ; ✓ Métallurgie ; ✓ Informatique ; ✓ Production d’énergie ; ✓ Télécommunications, etc.

2.12.

COMPETENCES D’UN INGENIEUR EN GENIE INFORMATIQUE

❖ Missions L’ingénieur en génie informatique conçoit, réalise et gère des logiciels, systèmes, dispositifs et infrastructures afin de transmettre et d’élaborer des données et informations. Il développe des composants matériels et programme des logiciels, en appliquant les principes de la technologie de l’information (Information Technology, IT). La diffusion des systèmes électroniques et des ordinateurs a donné naissance à l’ingénierie informatique (également appelée Computer science ou IT Engineering), une branche de l’ingénierie électronique spécialisée dans la conception informatique. Deux branches peuvent être identifiées dans l’ingénierie informatique : ✓ Ingénierie logicielle (software engineer) ; ✓ Ingénierie matérielle (hardware engineer). Le software engineer conçoit et développe des programmes informatiques de différents types tandis que le hardware engineer travaille à la conception et au développement d’ordinateurs et composant tels que les circuits, cartes électroniques et microprocesseurs. ❖ Compétences techniques ✓ Connaissance des principes de conception logicielle et matérielle ; ✓ Connaissance de l’électronique, des systèmes de télécommunication ;

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✓ Compétences techniques quant aux langages de programmation ; ✓ Connaissance de SQL et database administration ; ✓ Connaissance des protocoles et systèmes des réseaux ; ✓ Connaissance des applications web ; ✓ Capacités analytiques et mathématiques ; ✓ Maitrise de la langue anglaise, etc. ❖ Débouchées Les ingénieurs en génie informatique travaillent principalement : ✓ pour les entreprises du secteur IT (Information Technology) : entreprises de conception et production de matériels ( par ex les smartphones, ordinateurs, etc.) ; ✓ dans la robotique et l’automatisation industrielle ; ✓ pour les sociétés de développement matériel, sites internet et applications ; ✓ pour les compagnies de télécommunications ; ✓ pour les agences de service web et de conseil informatique ; ✓ pour les grandes entreprises mondiales de l’informatique ( Google, Apple, Microsoft, Facebook,...), etc.

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Chapitre 3. ETAPES DE REALISATION D’UN PROJET III.1. DEFINITION DES CONCEPTS CLES 1. Projet L’Organisation Mondiale de Normalisation définit un projet comme suit :« un projet est un processus unique qui consiste en un ensemble d'activités coordonnées et maîtrisées, comportant des dates de début et de fin, entrepris dans le but d'atteindre un objectif conforme à des exigences spécifiques, incluant des contraintes de délais, de coûts et de ressources. ». Le mot projet vient du latin PROJECTUM de PROJICERE qui signifie jeter quelque chose vers l’avant. Le préfixe PRO signifie qui précède dans le temps et le radical JACERE signifie jeter. Initialement le mot projet voulait dire quelque chose qui vient avant que le reste ne soit fait. Au 15ème siècle, projet prendra le sens de concevoir et de mettre en avant une idée à exécuter. Le projet désigne ainsi un « DESS(E)IN » de ce qu’on pense réaliser. C’est une conception des moyens qu’on croit utiles pour exécuter ce qu’on médite. Un projet est donc un ensemble d’actions mis en place pour la réalisation d’objectifs définis et précis. Le projet est réalisé dans un temps donné (il a un début et une fin) et pour une population donnée (un projet a toujours des bénéficiaires). Faire un projet c’est donc « se projeter » : ceci désigne une idée, une image, une représentation que l’on se fait du futur et de soi-même dans ce futur. C’est une représentation du réel dans le futur : avoir un projet, c’est envisager que quelque chose de meilleur est possible. Dans un projet, la conception du temps est articulée entre aujourd’hui et demain, mais elle s’inscrit nécessairement dans une rupture : demain ne sera pas comme hier, ce sera mieux, car on s’en sera donné les moyens. Le projet s’élabore dans le présent, mais son contenu est une représentation de ce que sera le futur. Concevoir un projet c’est affirmer que le futur a une chance d’exister, Le projet devient le support réalisateur, organisateur d’un enchaînement d’actions qui mène vers sa propre concrétisation. Formuler un projet, c’est se mettre dans une position forte de maîtrise de son action, la pédagogie du projet porte sur la personne ellemême : c’est une communication, une rencontre avec l’autre qui possède toujours sa liberté d’action, de pensée, de questionnement, de choix…

III.2. ETAPE DE REALISATION D’UN PROJET ➢ Analyse du besoin : Rechercher le besoin des personnes mais aussi leurs satisfactions et insatisfactions sur le produit

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➢ Etude de faisabilité: Définitions des qualités techniques, commerciales du produit en élaborant le cahier des charges fonctionnelles ➢ Conception : Imaginer et concevoir les dessins du produit ou le rhéogramme ou flow sheet ➢ Définition: Définir les plans exacts (constituer le dossier technique) puis réaliser le premier produit réel pour faire des tests ➢ Industrialisation: Prévoir une chaîne de fabrication pour ce produit (les outils, les machines, et le personnel) ➢ Homologation: Certifier que le produit respecte les normes de sécurité en vigueur ➢ Production: Fabriquer le produit en grande quantité ➢ Commercialisation: Mettre en vente le produit tout en prévoyant la publicité ➢ Utilisation: Le produit est consommé ou utilisé par le consommateur après l’achat ➢ Recyclage: Le produit en fin de vie est recyclé et valorisé Un projet part d’une situation A : LE BESOIN et va à la situation B: L’OBJECTIF, c'est-à-dire le point que vous voulez atteindre avec votre projet. Pour arriver à cette situation B, vous (mettez en place des activités qui vont répondre au besoin et c’est cet ensemble qui constitue le Projet. Comme décrit dans la figure I.1

Figure I.1 : conduite d’un projet

III.3. Contraintes de réalisation de projet ➢ Contraintes de délais : Fenêtre temporelle à l’intérieur de laquelle le projet doit être réalisé.

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➢ Contrainte externe absolue : contraintes externes au projet qui s'imposent à tous. Si elle n'est pas respectée, le projet n'a plus de sens Exemple : un salon ou une manifestation sportive à une date donnée, une clôture de compte, le passage à l'an 2000. ➢ Contraintes dues aux clients Contrainte externe « fixe »: Elle est souvent contractuelle, généralement moins forte que la contrainte externe absolue, elle est souvent assortie d'une pénalité de retard. Contrainte externe « variable » Elle concerne la réalisation d'une partie du projet qui est liée à un événement dont la date n'est pas absolument fixe. Exemple : les projets de sous-traitance ➢ Contraintes de coûts : Budget pour réaliser le projet Contrainte de rentabilité: Marge entre les rapports du projet et les coûts engagés pour sa réalisation Contrainte pour l'équilibre financier de l'entreprise ➢ Contraintes de qualité : Contraintes fortes, leur non-respect est susceptible de remettre en cause le projet luimême. Par exemple, des impératifs légaux, de santé ou de sécurité publique. Des impératifs de nature commerciale, des engagements contractuels existent: le projet doit s'y conformer. La certification de l'entreprise dans un système d'assurance qualité faite qu'elle se doit de respecter certaines règles.

III.4. Quelques types de projets ▪

projets d'organisation, par lesquels une nouvelle structure de fonctionnement est implantée dans une entreprise

▪

projets de recherche et de développement de produits nouveaux

▪

projets d'urbanisme et de développements sociaux

▪

projets d'édification de bâtiment et d'ouvrages de travaux publics

▪

projets informatiques et de développement logiciel

▪

projets artistiques, tels que le montage d'un spectacle ou d'une exposition

▪

projets industriels destiné à produire un bien de consommation (Production de masse ou en série).

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30

projets miniers: C’est un travail d’équipe comprenant des ingénieurs, des économistes et des financiers.

III.5. PHASES PRINCIPALES D'UN PROJET Le Project Management Institute définit la gestion de projet comme étant une série de processus qui sont exécutés afin d’appliquer la connaissance, les compétences, les outils et techniques aux activités d’un projet pour aboutir aux résultats escomptés. A. Phases de réalisation d’un projet Tous ces processus ont été répartis en quatre groupes qui constituent les quatre phases d’un projet. Il s’agit de : ➢ Conception ➢ Planification ➢ Réalisation ➢ Terminaison Toutes ces phases sont fortement liées. Les résultats d’une phase deviennent, dans la plupart des cas des entrées pour la phase suivante, comme le montre la figure II.1

Figure III.1. Phase de gestion de projet

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III.5.1. La Conception Afin de clarifier la demande de projet, il est important de développer une description du produit (ou service) que le projet est supposé fournir. Les grandes lignes du projet expliquent quelles sont les caractéristiques principales du produit ou service du projet, et décrivent la façon dans ces produits seront nécessaire au business. Avant d’entamer les grandes lignes d’un projet, il est important de bien cerner le problème, la raison, ou la justification qui conduit à la création du projet. Dans la première phase du projet, il s’agit de donner de réponse à la question suivante : Quel objectif ? Projet avant-projet. Il s’agit entre autre de : ➢ déterminer le but du projet ➢ estimer les ressources, coûts et délais ➢ définir le type d'organisation ➢ choisir le chef de projet ➢ estimation des risques ➢ estimation de la rentabilité III.5.2. La Planification Après la phase de conception, c’est la place à la planification. Il est de la responsabilité du chef de projet de concevoir et rédiger le plan du projet. Il est aussi de son devoir que toutes les parties prenantes, ainsi que les différents groupes de travail comprennent au mieux le plan de travail. Les différents composants du plan de travail sont les suivants : Il s’agit dans cette phase de planifier la réalisation du projet. . Les différents composants du plan de travail sont les suivants : ➢ Le calendrier du projet ➢ la planification globale ➢ le détail des coûts et délais ➢ l’engagement des hommes-clés ➢ la définition des responsabilités III.5.3. La Réalisation Les deux premières phases terminées, à savoir la conception et la planification, cette étape est là où le réel travail commence. Les exécutions réussies des projets impliquent les étapes telles que :

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-

la création des équipes de travail

-

la tenue du meeting des débuts des travaux Il s’agit dans cette phase de réaliser la planification. C’est une phase qui génère le plus

de coûts. Les activités de réalisation de cette phase est décrite de la manière suivante : ➢ mise en place de l'organisation ➢ exécution du travail ➢ pilotage coûts-délais-spécifications ➢ résolution de problèmes La plupart des ressources est définie dans la phase de planification, phases ou les ressources humaines sont définies en détail. Ici, il est grand temps de rassembler toutes ces ressources et leurs assigner officiellement des taches. Gérer une équipe de projet est différent de gérer une équipe fonctionnelle. Les équipes de projets sont temporaires, et il faudrait tous les réunir pour travailler pour un objectif commun. Le but est de motiver et rassembler tous ces gens pour délivrer le projet à temps, dans le budget and dans la portée du projet, et en même temps fournir les résultats escomptes. Selon le Dr Bruce Tuckman, toutes les équipes passent par 5 grandes étapes pendant leur développement : -

La formation : est l’étape initiale. C’est ici que les membres de l’équipe apprennent pourquoi ils travaillent ensemble sur le projet.

-

L’assaut : est l’étape ou les actions commencent. Les membres de l’équipe se confrontent. Ils cherchent des positions de contrôle et de responsable au sein du projet

-

La normalisation : est l’étape ou les choses se calment. Les membres commencent à s’occuper des problèmes du projet, plutôt que des problèmes entre eux.

-

La performance : est l’étape ou l’équipe est productive et effective. Le niveau de confiance entre les membres est élevé, et des grandes choses sont réalisées.

-

La décomposition : c’est la dernière étape, ou l’équipe est démontée après que le travail soit terminé.

III.5.4. La Terminaison ou Clôture du projet Dans cette phase il s’agit de préparer les futures planifications, d’archivage les expériences, d’améliorer le déroulement des projets futurs. Les activités découlant de cette phase sont décrite :

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➢ l’analyse des écarts entre planifié et réalisé ➢ mémoire des opérations passées ➢ l’évaluation du projet ➢ la réaffectation du personnel Le projet tend vers sa fin, et la date de clôture est en vue. Cependant le projet ne finit pas lorsque le dernier résultat est réalisé. Le plan du projet devra normalement inclure tous les processus à exécuter en vue de transférer les résultats du projet aux opérations. Dans la plupart des cas, lorsqu’un projet est finit, c’est que tous les résultats ont été délivrées. Cependant, il y a plusieurs raisons de terminer un projet, et tous ne font toujours pas référence à une réussite absolue du projet. Nous pouvons citer : -

Le projet est une réussite totale

-

Le projet a été annulé

-

Le budget a été réduit

-

Les ressources du projet ont été assignées ailleurs

-

Etc.

Voici les différentes étapes conduisant à la fermeture d’un projet : -

Obtention de l’autorisation appropriée de la part du sponsor

-

Transférer les résultats du projet aux opérations

-

Libérer les ressources du projet

-

Passer à la clôture administrative

-

Documenter les documents nécessaires aux futurs projets du domaine

-

Identifier les leçons apprises, et les documenter

-

Préparer le rapport final de clôture du projet.

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ANNEXES

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QUELQUES SCHEMAS DE PRODUCTION INDUSTRIELLE INTRODUCTION Un Schéma de production donne les différentes étapes liées à la réalisation d’un produit, d’une opération, d’une étude ou d’une recherche. Il peut être présenté sous la forme d’un diagramme appelé « diagramme d’écoulement » ou « Rhéogramme » ou « flow sheet » en anglais. Un rhéogramme est un diagramme constitué de blocs ou de schémas symboliques, qui représentent les étapes, les équipements ou les processus, et des flèches qui montrent le sens d’écoulement des produits. Pour les cas d’écoulements des matières solides ou liquides, deux lois simples des rhéogrammes sont : ➢ Tout ce qui arrive à un bloc (quantitativement) est égal à tout ce qui sort du même bloc (quantitativement) ➢ La flèche qui arrive à un bloc est antérieure à celle qui en sort.

DESCRIPTION D’UN PROCEDE, D’UN EQUIPEMENT OU D’UNE INSTALLATION La description d’un procédé, d’un équipement ou d’une installation à l’aide de schémas utilise un langage graphique symbolique, qui doit être commun et universel pour être compris de tous. Le langage des schémas doit être commun aux différents métiers scientifiques qui contribuent à la conception et au développement du procédé : chimie, biochimie, physicochimie, génie chimique, instrumentation, mécanique… mais aussi à tous les acteurs de l’entreprise, quels que soient leurs activités ou leur niveau d’exécution et de décision. Le langage des schémas doit être universel. Les symboles graphiques, même s’il n’existe pas de norme internationale unique, doivent être suffisamment clairs et proches les uns des autres pour être utilisés et compris par tous les métiers, recherche, ingénierie, production, fabrication d’équipements… quelle que soit la langue parlée d’origine. Les schémas sont en effet au cœur des méthodes de conception, de dimensionnement et de réalisation. Ils font partie intégrante du processus d’industrialisation, du laboratoire à l’usine, de la conception à l’exploitation et doivent être les outils employés par tous les intervenants. La qualité de cette activité est un des facteurs clés de succès à l’industrialisation. L’objet de ce chapitre est d’essayer d’initier chacun au langage des schémas et de proposer une méthode d’élaboration.

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Après une brève présentation du processus d’industrialisation d’un produit et du procédé pour l’obtenir, afin de se placer dans le contexte industriel, quatre ensembles de schémas sont analysés : ✓ le schéma bloc ou schéma fonctionnel (en anglais « block diagram »). Il permet de décrire les étapes chimiques et physiques du procédé et les flux matières et thermiques depuis les matières premières jusqu’au produit fini ; ✓ le schéma procédé ou schéma de circulation ou schéma des conditions opératoires (« process flowsheet ») ; ✓ les schémas d’implantation ; ✓ le schéma tuyauterie et instrumentation ou schéma de construction (« piping and instrumentation diagram » ou « mechanical flowsheet ») avec les fiches de spécification des matériels.

PROCESSUS D’INDUSTRIALISATION Le processus d’industrialisation d’un procédé s’inscrit dans une démarche plus générale de mise sur le marché d’un produit nouveau, qui part de la recherche et se poursuit jusqu’au niveau de la production à échelle industrielle. Cette démarche est de plus en plus réalisée d’une manière systématique et formelle par les entreprises les plus innovantes et les plus compétitives. Elle consiste en une série de phases d’activités et de jalons de décision autorisant le passage d’une phase à l’autre ou, au contraire, « tuant » la voie suivie, c’est-àdire le procédé et même le produit. La démarche comprend en général 5 à 6 phases. La durée de chaque phase est variable en fonction du type d’entreprise (pharmacie, agrochimie, cosmétique, agroalimentaire…) et des produits (produit de base, produit intermédiaire, matière active, produit formulé…). La phase d’initiation, par exemple, peut être très courte (2 à 3 mois) sans activité réelle de laboratoire pour un produit intermédiaire ou, au contraire, relativement importante (1 an) dans le cas d’une matière active type agrochimie (activité de screening) ou encore plus dans le cas d’une matière active type pharmacie (identification de l’activité potentielle). La phase d’évaluation, de même, peut varier de 2 à 3 mois à plus d’un an. La durée totale du processus peut être, en conséquence, de 2 à 5 ans pour un produit intermédiaire (1 an, si l’on dispose d’une installation, 4 à 5 ans si l’on doit construire l’installation) à plus de 10 ans en agrochimie ou en pharmacie, où les aspects réglementaires peuvent demander 3 ans d’étude et d’investigation. Mais la tendance générale est d’essayer de réduire ces temps dans des PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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processus de plus en plus performants. De même, en fonction du type d’entreprise, les phases peuvent porter des noms différents.

Le schéma suivant donne les 4 phases de l’industrialisation d’un procédé intégrées au développement d’un produit :

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Il est difficile de faire figurer sur cette figure les schémas d’une manière simple, car il y a des chevauchements entre les phases, les schémas étant des documents validés (ou à valider) à chaque jalon, comme des « produits » exécutés pendant chaque phase. Les schémas tuyauterie et instrumentation « figés » ou « définitifs » n’apparaissent pas ici, car, en fait, ils doivent être disponibles très tôt dans la phase de réalisation (sorte de jalons intermédiaires entre les études de détails et les achats). Il n’y a pas de véritable jalon unique de validation de ces schémas. Cela se passe au fur et à mesure de l’avancement de la réalisation et le plus tôt possible. L’industrialisation d’un procédé démarre dès la deuxième phase du processus, c’est-à-dire à la phase d’évaluation où il est important d’identifier les voies d’accès au produit et leur faisabilité industrielle. C’est, en fait, un sous-ensemble (sous-processus) de l’industrialisation d’un produit. Elle comprend en général quatre phases menées en parallèle et de manière intégrée à l’industrialisation du produit. La voie d’accès définit les enchaînements (réactionsséparations-mise en forme) les plus compétitifs, techniquement réalisables à l’échelle industrielle, économiquement acceptables (coûts de développement, coûts d’investissement, coûts d’exploitation). Le schéma bloc est l’outil graphique de cette phase. Le développement du procédé, mené en parallèle avec le développement du produit, comporte : — la détermination des données de base nécessaires à l’extrapolation des opérations unitaires, le choix et la conception des équipements de génie chimique, intégrant sécurité et impact sur l’environnement d’une part, principes de fonctionnement d’autre part, et garantissant les propriétés d’usage du produit ; — le prédimensionnement des équipements. L’élaboration du schéma procédé est au cœur de cette phase. Ses éléments permettent de confirmer la faisabilité industrielle et les coûts. ▪

Le schéma bloc est figé.

➢ La conception de l’unité de fabrication: les équipements sont choisis et dimensionnés. Cette phase comporte successivement une étude préliminaire ou avant-projet de l’investissement et une étude de base. Dans certains cas (ingénierie intégrée…), étude préliminaire et étude de base sont enchaînées. A la fin de cette phase les schémas procédé sont figés. Les schémas tuyauterie et instrumentation et les schémas d’implantation sont très avancés.

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➢ La réalisation: au cours de cette phase, les schémas tuyauterie et instrumentation et les plans d’implantation sont complétés au fur et à mesure de l’avancement des études de détails et des plans des fournisseurs. Cette phase inclut l’ingénierie de détails, les achats, les approvisionnements et la réception des matériels, ainsi que le chantier (c’està-dire le montage de l’unité de production). Elle inclut aussi la formation du personnel d’exploitation et d’entretien (manuel opératoire, procédures d’exploitation, consignes). La fin de cette phase correspond à l’acceptation mécanique de l’unité, c’est-à-dire à la remise à l’exploitant d’une installation prête à démarrer pour les essais à l’eau…

SCHEMA BLOC Le schéma bloc, ou schéma fonctionnel, est un document fondamental de la voie d’accès décrivant l’ensemble des enchaînements ou étapes (réaction, séparation, mise en forme…) qui conduisent des matières premières au produit fini. Il est construit d’après un graphisme très simple constitué de blocs rectangulaires et de traits. Chaque bloc représente une fonction à assurer, d’où souvent le nom de bloc fonctionnel donné à ce schéma. Les traits, munis de flèches pour indiquer le sens de l’écoulement, représentent les flux de matières d’entrée, de sortie et de liaisons. C’est un document qui permet de donner une vision claire des étapes et des paramètres essentiels du procédé, en partant des grandes lignes pour, progressivement, identifier et définir toutes les étapes. Dans le cas d’un procédé continu, on précise à chaque bloc les paramètres de marche, les débits des flux, leur nature, les charges thermiques On peut noter et souligner également les paramètres sensibles ou critiques et, en particulier, les éléments qui caractérisent les « verrous » ou « points durs » à résoudre pour développer le procédé. Dans le cas d’un procédé discontinu (ou section de procédé), chaque étape est décrite à l’aide d’un diagramme séquentiel précisant le déroulement des opérations qui sont effectuées à cette étape, en fonction du temps et en précisant les quantités mises en jeu. Le contenu des diagrammes séquentiels varie en fonction de l’avancement des études. Nécessairement très simplifié au début et ne tenant compte que des durées globales par phase, le schéma s’enrichit, incluant temps de chargement et de déchargement, profils réactionnels, profils thermiques, profils rhéologiques…Au début de l’industrialisation d’un procédé, le schéma bloc est l’outil le plus pratique pour analyser et concevoir une voie d’accès. Tout choix d’équipement est en général prématuré ; il nécessite des données dont l’acquisition demande du temps de développement et un travail d’optimisation technicoéconomique. Il n’est pas réaliste d’engager la phase de développement avec plusieurs voies PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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d’accès. La phase de la voie d’accès doit être une phase de créativité et de sélection. Dans ce but, le schéma bloc sert de base pour évaluer les procédés, leur prix de revient et l’investissement approximatif des unités de production en utilisant des méthodes globales à partir des éléments définissant chaque bloc. C’est aussi à la phase de la voie d’accès que doivent être localisés les points sensibles et critiques du procédé. Le schéma bloc servira de support à : — l’élaboration de schémas procédés et des bilans ; — la recherche des voies concernant le traitement des divers rejets ou effluents. Quelles que soient les phases, il reste : — un document descriptif simple de présentation du procédé ; — un outil d’investigation pour comprendre le fonctionnement d’une étape de procédé et d’un équipement.

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SCHEMA DE PROCEDE Le schéma procédé fait suite au schéma bloc. Il représente de manière symbolique l’ensemble des équipements de procédé, y compris les stockages, avec toutes les lignes de liaisons principales et les alimentations en utilités. Il est élaboré par un homme de procédé au fur et à mesure de la phase développement de procédé et finalisé à la phase de conception de l’installation. Sa réalisation nécessite la participation des chimistes, biochimistes, physicochimistes, concepteurs du produit, ainsi que celle de spécialistes de génie chimique et d’ingénierie… afin d’intégrer tous les éléments de faisabilité industrielle tels que sécurité, environnement, corrosion, instrumentation, mécanique…C’est un outil de dialogue entre R et D, ingénierie, usine, « business », « marketing ». C’est un support pour réaliser l’implantation, le dimensionnement des appareils, les schémas tuyauterie et instrumentation. Il sert de base aux estimations des investissements à partir de la liste du matériel principal, estimations plus fiables que celles utilisant les méthodes basées sur le schéma bloc. Un schéma procédé comporte sous forme graphique, à l’aide de symboles ou de formes simplifiées : — tous les appareils du procédé avec leur repère d’identification. Une liste de ces appareils est annexée au schéma, avec pour chacun d’eux les données du prédimensionnement : dimensions principales, matériau, type… ; — les lignes reliant les appareils et leur repère en liaison avec :• dans le cas d’un procédé continu, un tableau de données con-cernant la nature du flux (état physique, densité, viscosité, débit), les conditions (pression, température…), • dans le cas d’un fonctionnement discontinu, un diagramme séquentiel d’utilisation ou d’occupation indiquant les données : quantités de produit mises en PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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jeu, état physique, charges thermi-ques, conditions opératoires ; — les lignes utilités aux entrées et sorties des appareils, en préci-sant le type d’utilité. Les quantités d’énergie thermique figurent sou-vent sur le schéma ; — les boucles de contrôle ; — les analyseurs. La robinetterie ne figure pas sur le schéma, sauf si elle est utile à la compréhension du procédé. L’instrumentation, de même, n’est pas définie à ce stade des études, à l’exception des boucles de régulation et des analyseurs et,sauf exception, liée à la spécificité du procédé. Il n’existe pas de symbolisation universelle. Chaque entreprise, chaque bureau d’études a ses standards, mais les figures sont, en général, très proches les unes des autres et vite assimilées. Plusieurs normes cependant existent : NF E 04-202, DIN 30 600 BSI, ANSI (ASA) (cf. [Doc. AG 3 200] et [3])

SCHEMAS D’IMPLANTATION Les études d’implantation démarrent effectivement en phase de conception. Mais il est recommandé de schématiser les contraintes de procédé au fur et à mesure du développement, au plus tard à la fin de la phase de développement, sur : — un plan de masse succinct permettant d’avoir une vue d’ensemble du projet, intégrant plus ou moins d’hypothèses en fonction de la connaissance du site ; — un schéma altimétrique des équipements de procédé permettant de définir la position relative des appareils imposée par le procédé (nature des produits, écoulements gravitaires, gardes hydrauliques, respirations, évents…). En phase de conception, les études d’implantation permettent d’établir des schémas préliminaires. Elles sont réalisées à partir des schémas procédés de la liste des équipements renseignée, des contraintes de procédé et de sécurité en général.

AUTRES DEFINITIONS ET TYPES DE SCHEMA Schéma de principe (de procédé) (Process Flow Sheet) Est un schéma où figurent toutes les opérations mises en œuvre dans l’installation, avec les principaux appareils et les conditions opératoires permettant ces opérations. Ces schémas sont généralement élaborés pour la définition ou l’étude d’un procédé ou d’une unité de production. Pour une unité de production, ils comprennent généralement :les éléments principaux avec repères, les lignes essentielles de procédé, les boucles de contrôle, les conditions opératoires accompagnées de bilans matières aux points essentiels du schéma, et les puissances calorifiques des équipements d’échange thermique. Schéma d’utilités, Schéma de tuyauteries (Utility Engineering Flow Sheet) Est un schéma où figurent les mêmes informations que celles données pour le plan de circulation des fluides et la distribution géographique des utilités vers les consommateurs. Schéma de distribution d’utilités (Utility Flow Sheet)

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Est un schéma de distribution géographique des utilités vers les installations et équipements qui en ont besoin précisant les cheminements et fournissant la même nature d’informations que celles données dans les schémas de principe. Schéma des matériaux (Material Selection Scheme) Est un Schéma de procédé annoté des températures et pressions de fonctionnement, des matériaux de construction et des surépaisseurs de corrosion de tous les équipements, lignes et vannes de contrôle principaux d’une installation. Schéma logique (Logic Diagram) Est un schéma synoptique faisant partie de l’analyse d’un système de contrôle fonctionnel définissant symboliquement les automatismes et séquences auxquels doit satisfaire une installation. Il est destiné à faciliter l’étude et la compréhension du fonctionnement d’une partie de l’ouvrage. Schéma de dépannage Est un schéma représentant symboliquement l’ensemble des instruments composant une boucle de contrôle (régulation ou logique), l’ensemble des matériels électriques composant un circuit et leur interconnexion. Y sont indiqués l’ensemble des détails de câblage : repère, N° de câble, N° de bornes, N° de fil etc. Il sert au test et au dépannage sur le site. Schéma de boucle (Loop Diagram) Est un schéma représentant symboliquement l’ensemble des appareils, équipements et matériels composant une boucle de régulation. Ce schéma comporte les caractéristiques fonctionnelles avec les repères de localisation nécessaires. Généralement complété par l’entreprise de montage, avec la représentation des fileries et borniers de raccordements repérés, le schéma de boucle sert alors également de schéma de dépannage.

Schéma général de procédé (Block Flow Diagram) Est un schéma élaboré généralement pour montrer les bilans matières globaux d’une installation, ainsi que ceux des charges et produits passant d’une unité de production à une autre. Ce document peut aussi inclure les besoins en stockage et en moyens de réception/expédition des différents fluides, aussi bien de procédé que d’utilités.

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QUELQUES SCHEMAS, PROCEDES ET MACHINES DOMAINES CHIMIQUES

Séparation des constituants d’un mélange homogène OBTENIR DE L’EAU PURE

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APPROCHE MINERALURGIQUE LES DISPOSITIFS DE FRAGMENTATION

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1. CONCASSEUR A MACHOIRES

2. CONCASSEUR A CONE

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METHODES DE TAMISAGE

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CLASSIFICATION



Cet équipement de forme conique utilise la force centrifuge afin de séparer les particules. Les effets combinés de la forme spécifique de l’appareil ainsi que de la pression à laquelle est PROF DR IR JIMMY KALENGA, MASTER IR HERVE LOSALODJOME

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injectée la pulpe, sont à l’origine de la force centrifuge. Cette force étant plus puissante que la force due à l’attraction gravitationnelle, le temps requis pour accomplir la séparation est considérablement réduit.



Les classificateurs hydrauliques sont généralement constitués d’une partie inférieure de forme conique coiffée d’une partie supérieure de forme cylindrique. Ils sont caractérisés par un ajout d’eau introduit à mi-hauteur qui produit un courant ascendant combattant la sédimentation des particules. Leur principe de séparation peut reposer sur la sédimentation libre ou sur la sédimentation entravée.

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FLOTTATION

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FABRICATION DE L’ALCOOL ETHYLIQUE (LUTUKU) D’une manière indigène l’alcool éthylique appelé lutuku est produit de la manière suivante :

Maïs

Germination Séchage au soleil Broyage H2O Chauffage

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Fermentation

Distillation

Condensation

Alcool éthylique La figure montrant la production d’éthanol à partir de grains de maïs

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TRAITEMENT DES EAUX RESIDUELLES INDUSTRIELLES La dépollution des eaux usées nécessite une succession d’étapes faisant appel à des traitements physiques, physico-chimiques et biologiques. Il existe un grand nombre de procédés de traitement des eaux usées dont l'application dépend à la fois des caractéristiques des eaux à traiter et du degré d'épuration désiré. Nous donnons ici un bref aperçu des techniques d’épuration des eaux usées suivant leurs principes de base.

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PROCEDES MECANIQUES Opérations essentielles relevant des procédés mécaniques : le dégrillage, le dessablage, le tamisage, la filtration, la centrifugation et le déshuilage.

PROCEDES PHYSIQUES Les procédés physiques permettent de séparer des molécules ou des espèces ioniques indésirables, ou économiquement récupérables de leur environnement liquide ou gazeux et mettent en œuvre diverses techniques telles que la décantation, la flottation, le dégazage, et le stripping, l’adsorption, l’extraction liquide-liquide, la filtration sur membranes. Ces techniques séparatives constituant des opérations unitaires du génie des procédés et n’impliquent généralement pas de réactions chimiques. ❖ Décantation classique

❖ Décantation lamellaire

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❖ Décanteur-épaississeur à recirculation de boues :

PROCEDES BIOLOGIQUES L’épuration biologique s’applique aux composés oxydables qui, en solution ou en suspension, constituent souvent l’une des fractions majeures de la pollution des eaux. Les matières oxydables biodégradables sont celles qui peuvent être éliminées par des micro-organismes (bactéries) à qui elles servent de nourriture. Elles sont transformées finalement en constituants cellulaires et en déchets gazeux dissous ou solides. Procédé de traitement par boues activées.

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DOMAINES DE LA METALLURGIE EXTRACTION DU CUIVRE PAR VOIE HYDRO METALLURGIQUE

Minerais pauvres Minerai

LIXIVIATION EN PLACE OU EN TAS

Solution

CEMENTATION EXTRACTION PAR SOLVANT

ELECTROLYSE D’EXTRACTION

FUSION DES CATHODES L’Hydrométallurgie du cuivre concerne principalement les minerais « oxydés » facilement solubles. On l’emploie aussi pour les minerais sulfurés ou mixtes oxydés -sulfurés après un grillage qui peut être oxydant ou sulfatant et qui a pour but de mettre le cuivre sous une forme aisée à dissoudre. Elle comprend les étapes suivantes : a)- Pour les minerais riches : -

grillage éventuel ; lixiviation dans une solution aqueuse appropriée ; purification de la solution ; électrolyse d’extraction.

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COURS DE METIERS DE L’INGENIEUR b)- Pour les minerais pauvres : -

lixiviation dans une solution aqueuse appropriée ; extraction par solvant pour concentrer le cuivre dans une solution pratiquement pure ; électrolyse d’extraction.

ANCIEN FLOW SHEET DES USINES DE LUBUMBASHI

Concentrés sulfurés ou minerais

Grillage partiel agglomérant sur Dwight Lloyd

Fondant

Four water jacket

Scorie (SiO2 – FeO – CaO)

Matte (Cu2S. FeS)

Gaz riche en SO2 Convertisseur horizontal Pierce Smith

Cuivre blister

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Scorie riche en ( SiO2 – FeO – Cu2O )

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DOMAINES DE GENIE CIVIL EXTRACTION DE BITUME

Le minerai est alors concassé, mélangé à de l’eau chaude et transporté par pipeline vers l’usine de séparation. Le mélange est introduit dans une unité de séparation gravitaire (PSC) afin de faire surnager un mélange de bitume et d’air sous forme de mousse. Le bitume est alors récupéré par un lavage au solvant.

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BIBLIOGRAPHIE ▪ ▪ ▪ ▪

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Auroy M. (2012) Processus d’industrialisation, schémas en industrie de Process, Société française du Génie des procédés, 19p. Bouchard S. (2001) Traitement du minerai, Edition Griffon d’argile, 364p. Faculté Polytechnique UNILU (Juillet 2015) Réforme de l’enseignement supérieur et universitaire, secteur minier, Programmes des cours reformes 2015, 77p. Kalenga J. (2019). Problématique de la Rentabilité de l’exploitation minière en RDC, face aux nouvelles technologies. Analyse critique de la chaine d’extraction des gisements cuprocobaltifères, conférence sur la haute technologie, Université Mapon, Kindu, Maniema. Maguiraga M. (2019). Impacts de l’éducation dans le développement technologique des nations, conférence sur la haute technologie, Université Mapon, Kindu, Maniema. Matalatala M. (2019). L’innovation technologique et les enjeux de la 5G, opportunités pour un Congo innovant., conférence sur la haute technologie, Université Mapon, Kindu, Maniema. www.enclair.net consulté en mars 2016 www.polytech-reseau.org consulté en avril 2016 www.recherche.gouv.fr/cid20256/liste-des-ecoles-d-ingénieurs.html consulté en avril 2016

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