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mines & carrières 239 - septembre 2016
En juin dernier, les Carrières de la Loire accueillaient à Bellegarde-en-Forez (42) une journée technique organisée par le groupe de travail Mesure en ligne et automation et par le district Rhône-Alpes de la Sim.
Créé au sein de la Sim en 2015, le groupe de travail “Mesure en ligne et automation” a pour principaux objectifs de donner aux professions de l’industrie minérale les éléments permettant de choisir et de mettre en place des appareils de mesure en continu, d’indiquer les principales régulations qui peuvent être associées à l’appareil de mesure et de publier une documentation simple et pratique concernant ces types de mesure. En effet, nombreuses sont les mesures utiles à la profession comme les mesures de débits massiques (de solides, de pulpes), les mesures d’humidité sur solides, les mesures de niveau dans des silos et cuves de stockage, les mesures de distribution granulométrique (sur solides, sur pulpes), la colorimétrie… Afin de mieux appréhender la réalité de terrain, le groupe organisait en juin dernier une journée technique aux Carrières de la Loire avec une matinée consacrée à des exposés alors que l’après-midi permettait de visiter le site et ses installations de traitement.
Microgranite, amphibolite, leptynites
Comme l’explique Laurent Strippoli, directeur technique, en accueillant la vingtaine de participants, cette carrière est le site principal des Carrières de la Loire Delage SA qui exploitent un autre site de moindre importance à Savy où est extrait un granite utilisé comme pierre de construction. Ce site se trouve sur la commune de Bellegarde-en-Forez, à une cinquantaine de kilomètres à l’ouest de Lyon et à une trentaine de kilomètres au nord de Saint-Étienne, sur l’axe Lyon – Montbrison. C’est la plus grande carrière du département de la Loire mais aussi l’exploitation de roches massives la plus importante de Rhône-Alpes. Les qualités intrinsèques et de traitement des matériaux extraits de la carrière de Bellegarde (microgranite, amphibolite, leptynites) en font des granulats de qualité aussi bien pour les enrobés routiers que pour les bétons.
L’ouverture de la carrière de Bellegarde-en-Forez remonte au début du vingtième siècle. Elle était au début destinée à fournir la ville de Lyon en pavés. Des pavés qui, à l’époque, étaient extraits et taillés à la main. En 1936, la carrière met en service un premier concasseur dans le but de produire des granulats. En 1970, la carrière est reprise par Fernand et Marie-Thérèse Delage : elle va alors prendre son ampleur, puisque l’on en est aujourd’hui à la troisième génération et que le p-dg, Yves Chaux, est sans cesse à la recherche de solutions techniques modernes pour maintenir l’exploitation à un haut niveau de productivité, comme on le verra plus loin.
L’autorisation d’exploitation actuelle a été accordée en 2013 pour trente ans, mais ses réserves reconnues lui permettent une espérance de vie de pratiquement un siècle, sachant que le niveau de sa production se situe bon an mal an à un million de tonnes. À noter également que la carrière est reliée au réseau SNCF par un embranchement ferroviaire d’environ 5 kilomètres, géré par la communauté de communes, qui a été réhabilité en 2002-2003 mais est loin de fonctionner actuellement à pleine capacité. Les matériaux produits sont utilisés dans les secteurs routier (couches de base, fondations, couches de roulement) et ferroviaire (ballast). Les Carrières de la Loire ont également joué un rôle de premier plan dans le développement des granulats de roche dure pour la fabrication des bétons. Cette diversité de débouchés permet à l’entreprise un certain équilibre, même en période délicate, cela au prix d’un investissement important dans le contrôle et le suivi de sa production.
Une production suivie de près
C’est justement dans le cadre de cette recherche de productivité qu’Yves Chaux s’est rapproché en 2006 de Jean-Yves Meyer et de sa société Autom’Elec à l’occasion de la mise en oeuvre de la nouvelle installation de production de produits pour béton pour en assurer l’électrification et l’automation. Cette collaboration s’est ensuite étendue à l’ensemble des installations pour en assurer l’automation avec, en appui, le logiciel Titan. Comme l’indique Jean-Yves Meyer, qui a créé sa société en 2004, l’importance de la mesure de la granulométrie est fondamentale. Elle s’effectue ici par triangulation de flux optique. C’est ce procédé, baptisé TAMIsoft, qui a été présenté et primé lors d’Intermat 2015. Plus conçu au départ comme une aide au contrôle de qualité granulométrique, le système TAMIsoft s’est orienté vers l’aide à la production. Les deux possibilités, “Labo” et “Process” sont proposées aujourd’hui (plus d’informations sur www.autom-elec.com). Aux Carrières de la Loire, TAMIsoft est mis en oeuvre dans le cadre de l’automatisation du site comme le détaille Nicolas Berne, responsable R&D chez Autom’Elec. C’est le cas par exemple pour le suivi et le pilotage de la centrale de recomposition ou encore les boucles de recyclage.
En outre, le système peut être utilisé pour déterminer des débits par passant, optimiser des stocks de vente, mesurer une granulométrie de tout-venant, surveiller des mises en stock ou encore contrôler la conformité des produits finis. Mais ici, à Bellegarde, l’exploitant est allé plus loin en y adjoignant une régulation multicritères. Il s’agit, comme l’explique Nicolas Berne, de mettre en place une régulation qui s’adapte en fonction de différents critères limitants de l’installation. Le but est ainsi d’atteindre et de rester au point de fonctionnement maximal de l’installation malgré les variations de produits entrants. On combine ainsi une série de critères principaux (adapter la mesure du régulateur à la grandeur mesurée la plus pertinente en fonction de l’abattage primaire, réagir rapidement aux variations de tout-venant, atteindre et conserver le point de fonctionnement maximal de l’installation) et de critères secondaires (éviter les arrêts de production, agir de manière pondérée sur la consigne du régulateur principal, garantir un fonctionnement stabilisé dans le temps). Finalement, ce type de régulation est pleinement adapté à un poste primaire en raison de la forte variation du type d’alimentation. Il permet de réaliser des gains de production de 20 à 30 % par rapport à une régulation traditionnelle.
Une approche de plus en plus fine
Cette revue de détail des outils mis en place aux Carrières de la Loire était complétée par un exposé de Pascal Bizarro (Imerys) qui présentait un exemple de commande prédictive mis en place pour optimiser le processus de séchage à l’Étang-sur-Arroux (71). Cette communication fera l’objet d’un autre article. Quoi qu’il en soit, cette journée technique aura démontré l’intérêt de plus en plus évident pour le monde des carrières d’adopter une approche beaucoup plus fine de leur processus de production au travers d’outils de mesure et de régulation de plus en plus sophistiqués mais fiables, même dans un milieu qui pourrait paraître hostile comme celui de l’industrie extractive.
Éric Massy-Delhotel