Réalisation · Pilotes de procédés & développement chimique
Reproduire un procédé à l'échelle pilote : pilote de séparation de phases sous pression sur mesure
Pour un leader industriel, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué un pilote semi-industriel de mélange et séparation de fluides multi-phases. L'équipement permet d'étudier le procédé sous pression et température contrôlées, avec une instrumentation critique pour mesurer en temps réel l'interface entre les phases.
En bref
- Client
- Leader industriel
- Domaine
- Génie des procédés
- Technique
- Mesure d'interface liquide-liquide, séparation de phases
01 — La question de recherche
Comment reproduire un procédé industriel à échelle réduite pour en maîtriser les paramètres ?
Passer d'une découverte en laboratoire à une production industrielle est une étape critique. Il est souvent nécessaire de valider et d'optimiser les paramètres du procédé sur un pilote de procédé expérimental à une échelle intermédiaire. Cette étape, ou scale-up, permet de réduire les risques techniques et financiers avant d'investir dans une unité de production complète, en s'assurant que le procédé est robuste, répétable et économiquement viable. Notre client devait optimiser un procédé de mélange et séparation de fluides multi-phases. Le défi était de le faire dans des conditions de pression et de température précises, sur des volumes de cuve représentatifs d'une échelle semi-industrielle.
Le verrou technique était de mesurer avec une précision millimétrique une interface entre deux liquides non miscibles en temps réel, à l'intérieur d'une cuve fermée, sous pression et en température.
02 — Notre démarche
Une conception guidée par la mesure, la sécurité et l'opérabilité
Instrumenter l'interface pour comprendre la séparation
Dans une cuve fermée et sous pression, la mesure visuelle est impossible. Pour obtenir la précision millimétrique requise par les modèles du client, nous avons intégré une technologie de mesure de niveau qui traverse le gaz et se réfléchit sur l'interface liquide-liquide. L'opérateur dispose ainsi d'une donnée physique précise et enregistrable pour piloter l'efficacité de la séparation.
Garantir la sécurité par des défenses en profondeur
Manipuler des fluides sous pression et à haute température impose une sécurité sans compromis. Plutôt que de dépendre d'une unique sécurité logicielle, nous avons superposé des niveaux de protection indépendants : automates pour les alertes, relais matériels dédiés (SIL 2) pour les arrêts d'urgence, et sécurités mécaniques ultimes comme des disques de rupture. Cette approche garantit la protection des opérateurs et la fiabilité des essais sur le long terme.
Faciliter la maintenance et l'ergonomie
Les couvercles des cuves, pesant ici environ 100 kg, rendent le nettoyage fréquent long et risqué. Pour rendre l'opérateur autonome et prévenir les troubles musculo-squelettiques (TMS), nous avons intégré au châssis un système de levage dédié. Cette solution supprime la dépendance aux moyens de l'atelier et divise le temps d'inter-campagne, augmentant le taux d'utilisation du pilote.
03 — Caractéristiques techniques
| Précision de la mesure d'interface | ±2 mm |
|---|---|
| Niveau d'intégrité de sécurité (SIL) des capteurs critiques | SIL 2 |
| Masse indicative d'un couvercle de cuve | environ 100 kg |
04 — Autres applications
Votre procédé implique-t-il une séparation de phases à maîtriser ?
Agroalimentaire / Cosmétique
Pour séparer des huiles essentielles de l'eau, la mesure précise de l'interface est clé pour le rendement. Le principe de mesure en continu, l'automatisation et la conception nettoyable resteraient, mais les matériaux (inox 316L, joints alimentaires) et certifications (FDA, CE 1935/2004) seraient adaptés.
Traitement des eaux et dépollution
Pour piloter le soutirage d'hydrocarbures dans un décanteur, une mesure d'interface fiable est essentielle pour éviter les rejets non conformes. Le principe de mesure et l'automatisation des vannes seraient conservés, en adaptant l'échelle, les matériaux (résistance corrosion) et les certifications (ATEX).
Hydrométallurgie
Dans l'extraction liquide-liquide pour purifier des métaux, le pilotage de l'interface est crucial. La mesure en ligne et le contrôle-commande seraient similaires. Les matériaux changeraient radicalement (PPH, PVDF, alliages spéciaux) pour résister aux acides et bases concentrés à hauts débits.
Un ingénieur de notre bureau d’études vous répond dans les meilleurs délais.