Reportage

Chez
Solutions
Cogema
au Niger
CONTRÔLE DE PROCESS

Un SNCC contrôle
la production
Plusieurs millions
de tonnes de minerai
sont extraits chaque
année des deux
d’uranium
en plein désert
mines (l’une à ciel
ouvert,l’autre sou-
terraine) d’Arlit.Ce
minerai,traité sur
place,permet d’ex-
traire près de
3500 tonnes d’ura- ▼
nium qui sont
Au Niger, en plein désert (près du célèbre Ténéré), la Cogema (groupe Areva)
ensuite envoyées en
France dans les exploite deux gisements d’uranium, et réalise un traitement sur place. Les instal-
usines d’enrichisse- lations de contrôle du process arrivant “en bout de course”, les deux filiales
ment de la Cogema. locales de la Cogema ont décidé de lancer un vaste programme de rénovation.
Un système à conduite centralisée DeltaV de Emerson Process Management a
remplacé le traditionnel pilotage sur tableaux droits distribués. Plus que les
aspects techniques, les prestations offertes par le fournisseur ont été détermi-
nantes dans le choix du fournisseur. Le retour sur investissement de la nouvelle
installation est inférieur à 4 ans.

E
n 1966, après plus de 8 ans d’ex- d’Akouta, filiale de Cogema) et à la construc- fragilité de cet approvisionnement, le besoin
ploration, un gisement important tion d’une mine souterraine (250 mètres important d’eau pour la ville et les usines ont
d’uranium est découvert sur la zone sous terre). conduit à retenir un procédé de broyage à sec
d’Arlit, au cœur d’une zone déser- Dans les deux cas, il s’agit de sites s’étalant sur du minerai, plus économe en eau.
tique située dans le nord du Niger. Le besoin plusieurs dizaines d’hectares, relativement
d’indépendance énergé- importants : 540 personnes travaillent à La dernière génération de SNCC
L’essentiel en plein cœur du désert
tique de la France, les Somaïr,il y en a près du double à Cominak.
 La Cogema devait rénover projections de besoins En parallèle de la construction de ces usines, Les premières installations de contrôle-com-
de fond en comble deux très importants en uranium l’ensemble des infrastructures et services mande des installations de traitement du
importantes exploitations conduisent à la création nécessaires à la vie sont développés. Une rou- minerai avaient été conçues avec les tech-
d’uranium, équipées de
matériels obsolètes de la société Somaïr (Socié- te de 650 km reliant Arlit à Tahoua et per- nologies qui existaient à l’époque des années
 Celles-ci sont situées au
té des Mines de l’Aïr, filiale mettant de rejoindre la capitale Niamey dis- 60-70, avec notamment des contrôleurs élec-
Niger, en plein désert, dans de Cogema) et à la tante de 1200 km est ouverte, une ville est triques et pneumatiques sur tableaux droits.
un environnement difficile construction d’une construite avec ses habitations, ses réseaux, Le pilotage était réalisé sur des tableaux
 Un système DeltaV à condui- mine à ciel ouvert et ses hôpitaux, écoles et services administratifs. droits. Par la suite, ces matériels allaient peu
te centralisée de Emerson d’une usine de traite- Sa population s’établit aujourd’hui à près de à peu connaître des problèmes de vieillisse-
Process Management a été ment du minerai. 80000 personnes. ment et d’obsolescence, avec une difficulté
retenu pour remplacer l’ins- En 1974, une seconde Ainsi, dans un des pays les plus pauvres de la de plus en plus importante à se procurer des
trumentation et la conduite
en tableaux répartis découverte située à une planète,dans une zone inhabitée s’est établi un matériels de rechange, se traduisant par des
 Les notions de pérennité, de
dizaine de kilomètres des plus grands producteurs d’uranium au arrêts de plus en plus fréquents et de plus
service et de partenariat ont du premier gisement monde. De multiples difficultés ont du être en plus longs de l’usine.
été des critères déterminants mène à la constitution surmontées. Par exemple, l’approvisionne- Aussi, en 1997, le projet de rénovation du
dans le choix de cette solu- de la société Cominak ment en eau est réalisé à partir de puits pro- contrôle-commande des deux sites est lan-
tion (Compagnie des Mines fonds pompant l’eau de nappes fossiles. La cé. Les sites mettent en place leurs équipes

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tableau obsolète par des régulateurs électro-

niques. L’idée est abandonnée, en particulier
pour des raisons d’homogénéité : « Un point
qui apparaît comme primordial dans la réussite du projet,
c’est la décision de prendre une solution commune pour les
deux sites », explique Claude Tourniaire (SPC
Consultants).Autre aspect très important, il est
décidé dès le départ de mettre en place une
conduite centralisée pour chaque site, l’ob-
jectif étant d’améliorer la coordination des
différents ateliers. Il s’agit là d’une évolution
majeure par rapport à ce qui se faisait jusque- La conduite est désormais centralisée alors qu’elle était auparavant
assurée localement,en plusieurs points du site,via des tableaux
Le développement de l’architecture et de l’applicatif du système là, où le pilotage était assuré à partir de mul- droits.La communication des “conducteurs”avec les “surveillants”
DeltaV a été réalisé en France,sur la plate-forme que Emerson tiples tableaux droits répartis sur les deux sites se fait par radio.
Process Management possède à Lyon.Le personnel des deux sites (4 ou 6 salles de contrôle par site).
d’Arlit a été étroitement associé à la mise en œuvre du projet. basée sur des équipements de plusieurs four-
projet dirigées par Issa Abdulaye pour Somaïr Un partenariat très poussé nisseurs aurait compliqué la maintenance.
et Jean-Paul Ugo pour Cominak,tous deux res- L’appel d’offres est lancé en France.A l’issue Les critères plus techniques ont également
ponsables usine. Fin 1997, les équipes pro- d’une présélection puis d’une mission de pesé dans le choix, comme par exemple la
jet font appel au groupe Cogema qui choisit rencontre sites-fournisseurs, la solution Del- facilité d’intégration du DeltaV dans le réseau
Bernard Rivière (Comurhex Narbonne) pour taV de Emerson Process Management est retenue. usine ou la facilité de construire des modules
réaliser un état des lieux. M. Rivière avait une Plusieurs critères ont été déterminants dans applicatifs duplicables. Autre aspect, les res-
longue expérience du contrôle des installa- ce choix.Tout d’abord, les responsables du ponsables du projet ont été très vigilants sur
tions de traitement de l’uranium. De plus, il projet recherchaient un système homogè- la pérennité du système (une pérennité de
avait un contact suivi avec des responsables ne, intégré, car une approche hétérogène 15 ans était demandée) et l’aptitude du four-
des sites d’Arlit (Comurhex traite en effet une
partie de l’uranate produit sur ces sites).
Cette première mission permet de faire un Avantages et inconvénients du nouveau système
bilan sur l’état de l’installation. Les étapes du
projet sont définies. Au préalable, les sites Avantages Inconvénients
doivent mettre à jour les documents indis- Conduite centralisée
pensables au projet : plans, listes d’instru- ● Communication facilitée entre chef de poste et ● Réduction des équipes qui amène une emprise
ments, description du fonctionnement, etc. conducteurs et entre secteurs de conduite géographique accrue des conducteurs et des surveillants
Plusieurs objectifs sont définis : réduction ● Partage des connaissances (ouverture à la ● Perte de l’intérêt du travail pour les surveillants
polyvalence) et coordination efficace inter-secteurs
des temps d’arrêt liés au système de condui-
● Facilité de pilotage du procédé : - Perte d’initiative (séparation entre conduite et actions
te, amélioration des rendements d’extrac- - Rapidité des démarrages et arrêts procédé de terrain)
tion, réduction des consommations de - Facilité de surveillance et efficacité du - Isolement par rapport aux conducteurs (besoin de
matières premières, etc. diagnostic en cas d’anomalie liaisons radio adaptées)
Le projet est effectivement lancé fin 1998 par - Amélioration de la stabilité du procédé - Peu d’informations locales
- Accès facile aux événements des postes passés - Introduction de fait d’une hiérarchisation entre
la réalisation du dossier de consultation des conducteurs et surveillants
entreprises pour la partie contrôle-comman- Sécurité
de. Cette mission est réalisée en collaboration Réduction de la présence en atelier pour les conducteurs Les surveillants ressentent un risque plus important
étroite entre Bernard Rivière et Claude Tour- car ils ne maîtrisent plus les démarrages des
niaire de SPC Consultants (cette société avait déjà équipements qui sont souvent automatiques
participé au projet de modernisation du site Surveillance accrue de la hiérarchie (chefs de Besoin d’un système d’alarme efficace permettant
Comurhex de Narbonne). poste) qui peut accéder en temps réel ou différé à d’accompagner la conduite par exception
des historiques continus et événementiels
Les objectifs et contraintes majeurs sont iden-
tifiés : autonomie des sites à tous niveaux Evolution du métier d’instrumentiste qui perd la partie
d’administration et configuration du système de
(matériels et compétences), prise en comp- conduite (par rapport à la conduite sur tableaux droits)
te de l’environnement climatique difficile Dépendance forte à la bonne santé du système
que doivent supporter les équipements, réno- Quelques recommandations pour prendre en compte les résultats de cette enquête
vation d’une partie de l’instrumentation et ● Le système de conduite constitue un équipement indispensable à la production. C’est un mode commun
des câblages, suivi à long terme de la pro- fort de l’exploitation. D’où un besoin de suivi, de gestion et de compétences.
duction, etc. Les responsables du projet se ● Favoriser l’évolution des surveillants vers des fonctions polyvalentes conducteur remplaçant/surveillant

sont interrogés sur l’ampleur du saut tech- avec remise périodique des conducteurs sur le terrain.
● Renforcer le traitement des alarmes et favoriser la conduite sur courbes de tendance.
nologique qui pouvait être accepté par les
personnels exploitant les sites. Dans un pre-
mier temps, pour un des sites, il avait été envi- Les indications données dans ce tableau sont issues d’une enquête menée sur le terrain auprès des opérateurs conducteurs (en salle de contrôle) ou surveillants
(rondiers).Selon la catégorie d’appartenance,les réponses varient fortement :satisfaction marquée des conducteurs et insatisfaction des surveillants.
sagé de remplacer l’instrumentation de

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Schéma synoptique de l’installation

Réseau Ethernet Usine

De facture “classique”,les systèmes de contrôle-commande DeltaV à conduite centralisée mis en place sur les deux sites d’Arlit (on voit ici l’architecture du système installé à Cominak) marquent un saut technologique important par
rapport aux systèmes de la génération précédente,où la conduite se faisait à l’aide de tableaux droits distribués à plusieurs endroits sur les sites.

nisseur à assurer la maintenance du système, déterminante qu’ailleurs, compte tenu du développées par SPC Consultants qui joue le rôle
dans le contexte si particulier de ces sites,“éloi- coût de la main-d’œuvre locale. de maître d’œuvre système pour les projets.
gnés de tout”. Mais c’est surtout la volonté de Les régulations mises en place sont classiques Les travaux réalisés touchent également à
créer un réel partenariat avec l’industriel qui a (cascade, ratio, etc.), il n’y a pas de contrô- l’instrumentation et au génie civil. Une
emporté la décision en faveur d’Emerson Process le avancé (pas de commande prédictive, de remise à plat de l’instrumentation est néces-
Management. « Des techniciens nigériens sont venus sur réseaux de neurones ou de logique floue, saire, les câbles unité sont à remplacer. Les
notre plate-forme d’intégration de Lyon et ont participé au par exemple), pour la bonne raison qu’au- locaux techniques qui hébergent le système
développement de la configuration du système. Ils se sont cun besoin n’avait été identifié. de contrôle-commande nécessitent des pré-
également déplacés pour la recette du système et celle des Le logiciel d’historiques intégré au DeltaV cautions multiples : climatiseurs redon-
applicatifs », indique Jean-Louis Brugière, res- assure les fonctions de traitement de l’in- dants, onduleurs redondants, isolement
ponsable projet à Emerson Process Management.Enfin, formation et permet un accès aux données renforcé contre la poussière des vents de
la société américaine avait par le passé parti- de la production (depuis les postes bureau- sable.
cipé à plusieurs projets avec le groupe Cogema tiques). Le réseau est de type Ethernet redon- Une part importante des travaux est réalisée durant
(notamment Comurhex Narbonne), ce qui lui dant sur fibres optiques, ce qui assure l’im- l’arrêt annuel. Les opérateurs et exploitants sont
donnait a priori un préjugé favorable. munité du système à la foudre. alors mis à contribution pour participer à la réa-
En final, les deux systèmes comportent au Un soin particulier a été apporté au niveau des lisation du projet, sous la responsabilité des spé-
total 5000 entrées/sorties, 17 contrôleurs modes de marche : « Chaque section est démarrée et cialistes Electricité/Instrumentation.
redondants et 20 stations pour les opéra- arrêtée par séquence automatique », expliquent Jean- SPC Formation assure au total plus de
teurs et la maintenance. L’instrumentation Paul Ugo (Cominak) et André Bosse (Somaïr). 100 jours d’animation pour la formation
est réalisée 4-20 mA, parmi lesquels figu- des opérateurs et de la maintenance. Outre
rent quelques capteurs intelligents dotés du Un projet qui s’est étalé sur 3 ans une mise à niveau des instrumentistes et
protocole de communication numérique Compte tenu des moyens limités des sites et de régleurs, la formation des opérateurs est
Hart. On sait que Emerson Process Management est la sous-traitance locale non spécialisée, le pro- réalisée sur site sur l’application réelle,
le principal acteur de l’instrumentation sur jet est découpé en trois ou quatre phases selon complétée par une simulation du procédé
bus de terrain Fieldbus Foundation, mais les sites, chaque phase mettant à profit le long permettant un rendu réaliste.
cette solution n’a pas été retenue ici car au arrêt annuel pour la maintenance. Au total, chacun des deux projets a
moment de prendre les décisions, le bus de Les développements de l’applicatif sont confiés nécessité de l’ordre de 70 000 à
terrain FF n’avait pas la maturité qu’il a à Emerson Process Management. Les sites gardent à 100 000 heures de travail, étalées sur
acquise depuis (de plus, l’offre en instru- leur charge la partie nécessitant une connais- 3 ou 4 années. Plus de 200 km de câble
ments FF était très limitée à l’époque). En sance intime des procédés : les spécifications ont été posés et 200 instruments rem-
outre, l’économie sur le câblage (point fort fonctionnelles détaillées. Celles-ci sont placés ou ajoutés pour chaque site.
des bus de terrain) ne serait pas ici aussi construites en s’appuyant sur les méthodes Chaque projet a coûté entre de 2,3 à 3 M€.

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Chaîne de production du combustible

Le minerai extrait des mines du Niger subit un traitement sur place afin de limiter la quantité de matière à transporter sur de longues distances vers les usines françaises de Narbonne et Pierrelatte.

Traitement du minerai

Ce schéma montre les principales étapes du procédé de traitement du minerai mis en œuvre sur les deux sites d’Arlit (Niger).Il s’agit pour l’essentiel d’un procédé de type chimique,qui comprend un concassage,
une lixiviation à l’acide sulfurique avec introduction d’oxydant,un mûrissement sur bandes,une filtration de récupération des jus riches en uranium,puis une extraction liquide-liquide de l’uranium par un sol-
vant organique,et enfin une précipitation de l’uranium sous forme d’uranate.

La première phase des projets a été mise en est inférieur à 4 ans, hors effet de réorgani- des procédures majeures (sauvegardes
service fin 1999. Le projet vient de s’achever. sation des équipes de conduite (rendue pos- périodiques, gestion et traçabilité des modi-
C’est déjà l’heure des premiers bilans. sible grâce à la centralisation de la conduite). fications, mise à jour de la documentation,
Globalement, Cominak a mesuré une amélio- Au-delà de la réussite des projets, il convient respect des standards de développement
ration du rendement d’extraction de l’ura- de veiller à ce que l’investissement réalisé lors des évolutions ultérieures…) doit être
nium de 1 %. Ce gain significatif s’est éga- soit pérenne. Ceci suppose qu’une vigilan- contrôlé périodiquement et toute dérive
lement accompagné d’une réduction de la ce de tous les instants évite toute dérive doit faire l’objet d’une correction.
consommation d’acide sulfurique de 10 % et dans l’exploitation des systèmes. Le maintien des compétences des opérateurs
donc d’une réduction de 10 % du besoin en nécessite des compléments réguliers de for-
soufre, qui est le poste budgétaire le plus Un retour sur investissement mation qui permettront également l’utilisa-
importants des réactifs du procédé. inférieur à 4 ans tion des fonctions avancées de conduite
De plus, la disponibilité de l’usine s’est for- Un lien fort avec Emerson Process Management qu’offre le système. ■
tement accrue.Aucun arrêt ou retard de pro- sous forme de contrat de maintenance
duction n’a été enregistré depuis 3 ans de et de visites régulières doit être mis en Ce texte “reportage” s’appuie sur un volumineux docu-
ment que nous ont fournis SPC Consultants et Emerson
fonctionnement du système. place pour veiller au maintien du bon Process Management.
Le temps de retour estimé de l’investissement fonctionnement du système. Le respect

Les principaux acteurs…

➡ Somaïr exploite une mine à ciel ouvert et Au-delà des instruments de process et des domaines d’activités :
produit 1 000 tonnes d’uranate par an. Cet- systèmes, la société exerce des fonctions - Le contrôle commande de process (procé-
te production exige de transporter d’ingénierie, de conseil, de la gestion de dés continus et batch, contrôle avancé, ana-
2 000 000 tonnes de matière (y compris la projet et de la maintenance. L’étude et la lyse des systèmes de sécurité instrumentés)
découverture) et de traiter 400 000 tonnes réalisation des projets de Somaïr et Comi- - L’informatisation des laboratoires (contrô-
de minerai. nak ont été réalisés sur la plate-forme que le qualité, aspects réglementaires, acquisi-
➡ Cominak exploite une mine souterraine la société possède dans la banlieue lyonnai- tion des données, métrologie, progiciels
(250 m sous terre) et produit 2 000 tonnes se (cette plate-forme a été considérable- LIMS)
d’uranate par an. ment agrandie récemment). - Les systèmes d’information et les réseaux
➡ Comurhex Narbonne, société du groupe Emerson Process Management (gestion des bases de données de process,
Areva, se charge de la fluoration en UF4 de 14, rue Edison BP 21 supervision, MES (Manufacturing Execution
l’uranate provenant des exploitations Europarc du Chêne System), gestion documentaire…).
minières. L’UF4 produit est acheminé vers 69671 Bron Cedex - La formation (instrumentation, régulation,
le site Comurhex de Pierrelatte où il est Tél. : 04 72 15 98 00 prise en main d’un nouveau système de
transformé en UF6. www.emersonprocess.com conduite…)
➡ Emerson Process Management est spécia- ➡ SPC Consultants assure des prestations SPC Consultants
lisé dans les solutions industrielles d’auto- de conseil, réalisation et formation dans le 52, avenue Chanoine Cartelier
matisation de production dans les secteurs domaine des automatismes et de l’informa- 69230 Saint Genis Laval
de la chimie, du gaz et du pétrole, de l’éner- tique pour l’industrie. La société française Tél. : 04 72 39 52 62
gie, du papier, de la pharmacie, etc. est spécialisée dans quatre grands www.spcconsultants.com

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