Projet : Automatisation et régulation du pH

UE MU5CI823-Optimisation, contrôcontrôle et digitalisation des procédéprocédés

Groupe 8

Noms et PréPrénoms:

SELMANI Abderrahmane (abderrahmane.selmani@etu.sorbonne-universitéuniversité.fr) 21518618

DoghriDOGHRI Adam (adam.doghri@etu.sorbonne-universite.fr) 21518599

Si Tayeb Fares 

DJEBROUNIDjebrouni Rayan

Introduction:

Selon la qualitéqualité de l’l’eau prélevéprélevée, la production d’d’eau potable nénécessite desla émise en œuvre de différentes étapes différentes faisant appel àà quatre types de procédéprocédés : physiques, chimiques, physico-chimiques et biologiques.

Une station de production d’d’eau potable traitedestinée généralementau lestraitement des eaux de surface parrepose des filières du type suivant :

• Dégrillage ;
• Tamisage ;
• Floculation, décantation ;
• Filtrationgénéralement sur sable
une
• Ozonationfilière ;
comprenant
• Filtrationles étapes suivantes :
  dégrillage, tamisage, floculation–décantation, filtration sur sable, ozonation, filtration sur charbon actif ;
et
• Chloration.

chloration.

Dans le cadre de notre projet, nousl’attention nousa sommesété intéressésportée àsur l’él’étape de neutralisation par chloration.

Objectif du projet: 

L’L’objectif du projet est de concevoir et réréaliser un systèsystème automatiséautomatisé de rérégulation du pH d’d’une solution aqueuse (acide ou basique), pilotépiloté par une carte Arduino.Arduino. Ce projet s’s’inspire des probléproblématiques industrielles liéliées àà la neutralisation des rejets liquides,liquides, éétape cléclé dans le traitement des eaux industrielles avant rejet ou réréutilisation.

Le matématériel utiliséutilisé

• 43 bouteilles en plastique (2 réréservoirs pour l’l’acide et la base, un réréacteur, et un tank).
• 3 éélectrovannes associéassociées àà des relais.
• Une sonde de pH
• Une Tige d’d’agitation associéassocié àà un moteur
• Un afficheur
• Un indicateur de niveau
• Un Arduino avec une plaque d’d’essai
• Des files et des tuyaux en plastique
• Interrupteur
• Un support en bois

Les appareils utiliséutilisés

• DéDécoupeuse Laser.
• Perceuse àà colonne.
• Scie éélectrique.
• Imprimante 3D.
• Des outils manuels ( pistolet àà colle, perceuse, visseuse àà main,……)

Les éétapes de construction

• ÉÉtape 1 : Construction du support Nous avons utiliséutilisé 2 plaques.

• ÉÉtape 2 : Mise en place des réréservoirs

Nous avons fixéfixé d’d’abord les 2 réréservoirs des solutions acide et base. Ensuite, nous avons fixéfixé le réréacteur. Enfin, nous avons fait des trous pour faire passer les tuyaux.

• ÉÉtape 3 : Mise en place des éélectrovannes

Nous avons placéplacé les éélectrovannes àà la sortie des deux réréservoirs ainsi que le réréacteur. Nous avons associéassocié àà ces dernièdernières des relais.

• ÉÉtape 4 : Impression de la tige

 Nous avons fait le design de la tige en utilisant le logiciel Tinkercad, et ensuite nous avons utiliséutilisé l'imprimante 3D. Enfin, nous avons reliérelié la tige au moteur.

• ÉÉtape 5 : Montage finale 

Nous avons fait le montage total, nous avons reliérelié les éélectrovannes, la sonde de pH, l’l’indicateur de niveau avec la plaque d’d’essai et cette dernièdernière avec Arduino auquel nous avons associéassocié le programme de rérégulation de pH.

Principe de fonctionnement

-L’éL’électrovanne liéliée au réréservoir de l’l’acide s'ouvre quand l’l’interrupteur est ON, et donc l’l’acide se verse le réréacteur.

-La valeur de pH est mesurémesurée par la sonde de pH.

-L’L’agitation commence .

-AprèAprès 3 secondes de l’l’agitation, l’él’électrovanne liéliée au réréservoir de la base s’s’ouvre automatiquement et la valeur de pH s’s’affiche au fur et àà mesure dans l’l’afficheur.

-DèDès que la valeur de pH atteint 7, les deux éélectrovannes se ferment automatiquement et l’él’électrovanne liéliée au réréacteur s’s’ouvre pour la vidange dans le tank.

-Le niveau de remplissage de tank est indiquéindiqué par un capteur de niveau.

-Une fois le niveau seuil atteint, toutes les éélectrovannes s’arrês’arrêtent.

Pour bien illustrer l’idél’idée du projet, nous avons réaliséréalisé ce schéschéma explicatif en GRAFCET.:

L’eau du robinet est introduite dans la cuve principale, où un agitateur assure une homogénéisation continue du milieu. Le pH de la solution est mesuré en temps réel à l’aide d’un pH-mètre, qui transmet l’information au système de commande. En fonction de la valeur mesurée et de la consigne de pH, une solution acide ou une solution basique est injectée dans la cuve à partir de réservoirs dédiés, via des électrovannes. Lorsque le pH est trop élevé, la solution acide est ajoutée, tandis qu’en cas de pH trop faible, la solution basique est injectée. L’agitation permet une répartition rapide des réactifs, garantissant ainsi une correction efficace et continue du pH jusqu’à l’obtention de la valeur souhaitée.