Livraison de ciment à travers la glace

Daniele Sciuto, Euromecc s.r.l., présente un projet de terminal de ciment que Euromecc a réalisé à Mourmansk, dans le nord extrême de la Russie.

Vue d’ensemble
À la mi-2014, Euromecc a remporté un appel d’offres pour la fourniture d’un terminal de stockage de ciment de 5400 m3 (soit environ 7200 t, en supposant une densité du ciment de 1,33 t/m3) à installer à Mourmansk, l’une des régions les plus froides de la Russie. Elle est connue pour son climat sévère, qui est rude et instable, avec des précipitations abondantes tout au long de l’année, ce qui en fait l’un des endroits les plus difficiles pour installer un tel projet. Le processus de conception a nécessité une approche non standard en raison de la température extrême du site, qui peut atteindre -37°C en hiver et 20°C en été, mettant la structure entière à un niveau critique. De plus, le ciment doit être préservé pour être correctement stocké, ce qui signifie que tous les composants et matériaux doivent être conçus selon les températures les plus basses. Cela représente une condition particulière pour la plupart des éléments mécaniques et électriques.

Disposition générale du projet
Le terminal de ciment se compose de trois silos de ciment indépendants de 1800 m3 chacun, avec un diamètre interne de 12,5 m, qui sont installés sur une structure porteuse afin de permettre aux camions-citernes de circuler sous le déchargement. Cette structure a été conçue et construite pour optimiser les colonnes. Il n’y a que huit piliers pour permettre aux camions-citernes de circuler sous les cônes, alors qu’ils en ont généralement 16, présents dans la partie supérieure de la structure porteuse. Il y a une station de chargement d’une capacité de 150 tph, située sous le silo central, qui reçoit le matériau provenant des trois silos via un système d’aéroglissières. Avec ce système, les opérations sont assez rapides, avec un cycle de chargement de 12 min par camion-citerne. La phase de remplissage est gérée par deux conduites indépendants qui seront directement connectées au navire. La raison de ces deux pipelines de remplissage est liée à la possibilité d’importer deux produits différents ainsi qu’à l’intention de doubler la capacité de remplissage avec une réduction consécutive du temps d’opération. Le cône incliné à 15° rend le déchargement presque plat à des fins spéciales. En fait, de cette manière, la capacité de sortie reste constante. En plus d’une bonne gestion du ciment, un système de fluidisation complexe a été installé à l’intérieur du cône, divisé en cinq secteurs, chacun fonctionnant séparément. Le projet a été conçu pour répondre aux exigences environnementales, en se concentrant sur les émissions de poussière et les niveaux de bruit. Ainsi, plusieurs unités de filtrage ont été conçues et situées sur le toit et sous le cône. L’ensemble de la zone a été fermée pour permettre aux appareils de fonctionner dans leur plage de température fonctionnelle.

Le défi de la température
Être à -37°C n’est pas une situation courante, et il est facile de comprendre les conséquences que peut entraîner l’utilisation de composants ou de matériaux inappropriés. Ainsi, tout a été ajusté pour être adapté à ces conditions de travail difficiles. Le premier changement concerne la qualité de l’acier. En effet, les températures inférieures à -15°C ont des conséquences directes sur la résilience du matériau, qui diminue considérablement, rendant le matériau inutilisable et exposant la structure à un risque d’effondrement. Par conséquent, l’équipe de conception a été obligée d’appliquer des coefficients plus conservateurs dans les calculs pour répondre à la norme russe, en particulier le SNIP 20.13330.2011 pour les “Charges et actions” et le SNIP 16.13330.2011 pour les “Structures métalliques”. Grâce à cette approche, l’acier standard S235, qui ne pouvait pas résister aux conditions climatiques extrêmes, a été remplacé par un acier S355 plus approprié, tandis que la catégorie structurelle JR a été augmentée à J2, selon les rapports de calcul effectués. Ensuite, chaque composant a été vérifié pour déterminer s’il affecterait la durabilité de l’installation sans entretien et service adéquats. Bien que suivant la disposition générale de ceux sur le toit, les filtres installés sous les cônes de déchargement sont très différents. Selon la plage de fonctionnement du déchargeur télescopique, qui ne peut pas fonctionner à -37°C, il a été décidé d’opter pour une unité non filtrée et d’installer un filtre approprié au niveau du cône de déchargement. Cette solution permet d’éviter l’utilisation du ventilateur du déchargeur télescopique, qui peut facilement geler, compromettant ainsi le bon flux du ciment dès que la température descend en dessous de -15°C, tout en maintenant le niveau d’émissions de poussière dans les valeurs acceptables. Pour le toit, un filtre à extraction frontale a été choisi, couvert par une structure isolée afin de réduire la hauteur maximale de l’installation. Tous les composants, tels que les vannes pneumatiques, joints, brides, boulons, etc., ont été choisis en mettant l’accent sur la température de travail comme exigence principale, en utilisant des matériaux spéciaux capables de résister aux contraintes thermiques. Enfin, les silos, la structure porteuse, tous les filtres et les pipelines ont été revêtus d’un revêtement spécial. Cela aide à prévenir les dommages causés par la proximité côtière de l’installation, la combinaison de températures extrêmes et de taux d’humidité élevés.

Opérations
Un projet aussi complexe dans une région difficile nécessite une conception et une gestion exceptionnelles des opérations. Mourmansk est située dans une zone subarctique au-dessus du cercle Arctique, avec de longues périodes de lumière continue ou d’obscurité totale. Ces limitations ont été prises en compte afin de terminer l’installation dans les délais convenus. Pour cette raison, toutes les opérations ont été conçues avec un plan de gestion de projet rigoureux et efficace, ce qui a été un élément crucial de l’ensemble du projet depuis le tout début. L’une des plus grandes limitations opérationnelles qui ont influencé la conception et l’assemblage de la structure a été l’utilisation d’une seule grue de 100 t pour réduire les coûts. Ainsi, la structure a dû être très légère et modulaire, divisée en petites pièces, afin d’être facilement assemblée dans un très court délai avant l’arrivée de l’hiver rigoureux. En fait, l’achèvement était prévu pour la fin de 2015 et grâce au savoir-faire d’Euromecc, son expérience solide et un processus de planification rigoureux, cela a été réalisé dans les délais prévus. Les équipes impliquées dans l’installation, composées de plus de 20 personnes travaillant en plusieurs équipes, étaient supervisées par deux superviseurs hautement qualifiés. Une autre limitation était le transport de tout le matériel vers le site d’installation, ce qui nécessitait un grand effort logistique. Il y avait près de 50 containers ouverts qui devaient être livrés dans un certain délai pour entrer en toute sécurité dans le port sans risquer de rencontrer la mer gelée.

Conclusion
Depuis début 2016, il est possible de voir l’ensemble de la structure. Ce projet a représenté un grand défi en raison des nombreuses contraintes rencontrées, du climat au processus d’installation. Tout a été conçu pour fonctionner dans les conditions les plus extrêmes avec un minimum d’entretien, en tenant compte du fait que l’hiver froid réduit la possibilité d’opérations humaines.

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