Projet : Nettoyage en place automatisé

UE MU5CI823-Optimisation, contrôle et digitalisation des procédés

GROUPE 7

Membres du projet : InèInès Dridi, Abdelkerim Hissein, Riad Aberkane, Yousra Lasmi

Promotion : M2 Chimie parcours IngéIngénierie Chimique

Date de dédébut du projet : 14 octobre 2025

Date de fin estiméestimée du projet : janvier 2025

1. INTRODUCTION :

Le projet «« NEP automatiséautomatisé »» consiste àà concevoir un prototype de systèsystème de nettoyage en place àà ééchelle réréduite, pilotépiloté par une carte Arduino Uno. L’L’objectif est de reproduire, de manièmanière pépédagogique, automatiséautomatisée et sécurisésécurisée, un procédéprocédé industriel de nettoyage des ééquipements de procédéprocédé (cuves, tuyauteries) en utilisant uniquement des produits non dangereux et alimentaires (eau, vinaigre blanc et liquide vaisselle). Dans un contexte industriel, la maîmaîtrise des opéopérations de nettoyage est essentielle pour garantir la qualitéqualité des productions, limiter les contaminations croisécroisées en réréduisant les interventions manuelles et optimiser la consommation d’d’eau.

Pour des raisons pratiquesde temps et ende concertationdifficulté, nous avons simplifié le sujet avec Monsieur Pulpytel, ce projet fut simplifiéPulpytel : ilLe projet consiste maintenant àà concevoir et automatiser un procédéprocédé expéexpérimental ayant pour objectif d’éd’étudier l’efficacitél’efficacité de cycles successifs de lavage àà l’l’eau d’d’une cuve contenant initialement du chlorure de sodium (NaCl). L’L’enjeu principal est de dédéterminer, de manièmanière automatique, aprèaprès combien de cyclecycles de nettoyage de la cuve elle peut êêtre considéréconsidérée comme propre, c’c’est-àà-dire lorsque la conductivitéconductivité de lal'eau solutionde extraitenettoyage devient inféinférieure àà un seuil dédéfini.

2. MATÉMATÉRIEL UTILISÉUTILISÉ :

2.1 RéRéactifs

Les réréactifs de ce procédéprocédé sont le chlorure de sodium NaCl et l’eau:l’eau :

- NaCL est introduit manuellement dans la cuve au dédébut du procédéprocédé et se dissout dans l’l’eau lors des cycles de remplissage.remplissage grâce à l'agitation. Son éélimination est suivie par la mesure de conductivité,la conductivité de la solution de nettoyage, proportionnelle àà la concentration ionique.

- H₂Ol'eau est l’l’unique agent de lavage stockéstocké dans un bac et envoyéenvoyé à traverspar une pompe dans la cuve contenant NaCl.

2.2 Composants du procédéprocédé

- Cuve repréreprésentant un réréacteur : petit rérécipient oùoù l’l’on introduit le NaCl. La cuve est équipééquipée d’d’un dédétecteur de niveau bas (LSL) et d’d’un dédétecteur de niveau haut (LSH).

- Bac d’d’alimentation en eau : AlimentéAlimenté manuellement, il contient l’l’eau destinédestinée au remplissage de la cuve.

- Bac de récupérécupération : RécupèRécupère les eaux saléesde nettoyage issues de la vidange.

- Pompes de 12V :

• P1 : Pompe de remplissage permettant de transfétransférer l’l’eau propre du bac d’d’alimentation vers la cuve.
• P2 : Pompe de vidange permettant de vidanger la cuve vers le bac de récupération.récupération et entraîne l’effluent vers le conductimètre.

- Capteurs de niveau :

• LSH : Level Switch High qui dédétecte le niveau haut dans la cuve →→ arrêarrêt du remplissage.
• LSL : Level Switch Low qui dédétecte le niveau bas →→ arrêarrêt de la vidange et dédéclenchement de la mesure de conductivitéconductivité.

- ConductimèConductimètre : Placéle conductimètre est placé dans le réréacteur, il mesure la conductivitéconductivité de la solution, indicateur direct de la concentration en NaCl. Il sert ainsi de critècritère final d’arrêd’arrêt du procédéprocédé lorsque la valeur mesurémesurée devient inféinférieure àou uneégale valeurau seuil (seuil de propreté)propreté.

- 

• Un Arduino Uno, un module relais et un éécran LCD pour le contrôcontrôle et le suivi.

3. AVANCEMENT DU PROJET

- 14 octobre 2025 –– Choix du sujet
L’éL’équipe a sélectionnésélectionné le thèthème du projet, portant sur la conception et l’l’automatisation d’d’un systèsystème de rinçrinçage àà l’l’eau et de nettoyage au liquide vaisselle et au vinaigre banc.

- 17 octobre 2025 –– Envoi du sujet retenu
Le choix final du sujet a étéété transmis àà l’l’enseignant pour validation.

- 24 octobre 2025 –– SéSélection des composants
Remise du document recensant l’l’ensemble des composants nénécessaires, accompagnéaccompagnés de leurs spéspécifications techniques détaillédétaillées ainsi que des fournisseurs référencéréférencés.

- 27 au 31 octobre 2025 –– ÉÉlaboration du P&ID et du GRAFCET
Production des premièpremières versions du schéschéma d’d’instrumentation (P&ID) et du GRAFCET dédéfinissant le cycle automatiséautomatisé.

- 7 novembre 2025 –– Organisation du travail au FabLab
RéRépartition de l’él’équipe en binôbinômes afin d’d’optimiser la préprésence lors des crécréneaux disponibles au FabLab :
•• un groupe assignéassigné au mardi aprèaprès-midi,
•• un second groupe assignéassigné au jeudi aprèaprès-midi.

- 17 novembre 2025 –– RécupéRécupération du matématériel et ééchanges techniques
Collecte des diffédifférents élééléments matématériels, inscription au FabLab et ajustements du procédéprocédé suite aux remarques et recommandations de Monsieur Pulpytel.

- 22 novembre 2025 –– Finalisation des documents techniques
ÉÉtablissement dedes laversions versionfinales finaledu P&ID et du GRAFCET, intéintégrant toutes les modifications demandédemandées : 

- 24 novembre 2025: Réalisation de la version finale du PID, description du fonctionnement du système et familiarisation avec les équipements : 

Explication du Fonctionnement du système : lien entre GRAFCET et P&ID

1. Vérification de l’alimentation en eau
   S’assurer que la cuve d’alimentation est correctement remplie avec de l’eau propre destinée au cycle de nettoyage.

2. Sécurisation de l’installation
   Confirmer que l’ensemble des pompes est à l’arrêt avant le lancement de la procédure.

3. Contrôle de l’état du réacteur
   Vérifier que le réacteur est entièrement vide. Le niveau bas (LSL) doit indiquer 0, signifiant l’absence d’eau résiduelle.

4. Lancement du cycle de nettoyage

   • Mettre en marche la pompe d’alimentation (Pompe 1).

   • Maintenir la pompe d’évacuation (Pompe 2) fermée.
     Le réacteur se remplit jusqu’à atteindre le niveau haut (LSH).
     À ce seuil, arrêter la Pompe 1.

5. Phase d’agitation
   Activer le système d’agitation afin d’assurer une solubilisation des dépôts de sel.
   L’agitation est maintenue pendant une durée définie. 

6. Arrêt de l’agitation
   Une fois le temps de brassage écoulé, arrêter le dispositif d’agitation.

7. Mesure de la conductivité in situ
   Effectuer une mesure de conductivité directement dans le réacteur afin d’évaluer la concentration résiduelle en sel dissous.

8. Vidange du réacteur

   • Ouvrir la Pompe 2 pour procéder à la vidange complète.

   • Arrêter la vidange lorsque le niveau bas (LSL = 0) est détecté.

9. Évaluation de la qualité du nettoyage
   Comparer la conductivité mesurée avec la valeur de référence.

   • Si la conductivité est supérieure au seuil défini, un nouveau cycle de nettoyage est automatiquement déclenché.

   • Si la conductivité est inférieure ou égale au seuil, le système s’arrête : le nettoyage est considéré comme conforme.