Projet de Fin D_Ã_tude

8/18/2019 Projet de Fin D_Ã_tude

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Sommaire

Dédicace .......................................................................................................................................................... 4

Remerciement .................................................................................................................................................. 5

Avant propos .................................................................................................................................................... 6

Introduction ..................................................................................................................................................... 7

Chapitre I : Concept général sur L’O.C.P ........................................................................................................... 8

I. L’historique de développent du groupe OCP ............................................................................................. 8

1. Emplacement géographique.................................................................................................................. 9

2. Les enjeux économiques ..................................................................................................................... 10

3. Statut juridique du groupe O.C.P ......................................................................................................... 10

4. Filiales de groupe O.C.P ....................................................................................................................... 11

5. Réserve et gisement ............................................................................................................................ 11

a. Réserve ............................................................................................................................................ 11

b. Gisement ......................................................................................................................................... 11

II. Présentation du groupe O .C .P ................................................................................................................ 12 1. Groupe O.C.P en bref : ......................................................... .............................................................. .. 12

2. Activité du Groupe OCP ....................................................................................................................... 12

3. Organisation du Groupe OCP............................................................................................................... 13

a. Personnel du groupe OCP : ............................................................................................................. 13

Personnel hors cadre : ................................................................ ..................................................... 13

Personnel TAMCA et OE : .................................................................................................................... 13

b. Organigramme du groupe O.C.P : ................................................................................................... 14

c. Organigramme de la Direction des Exploitations Minières deKhouribga (DEK) :............................ 14

d. Organisation de la Division Traitement de Khouribga (DEK/TK): .................................................... 15

Chapitre II : Etude bibliographique ................................................................................................................. 16 1. Généralités sur le phosphate .......................................................... ..................................................... 16

a. Différentes types de qualité de phosphates : ................................................................................. 17

b. L’utilisation du phosphate : ............................................................................................................. 17

Chapitre III: Description du lieu de stage : Laboratoire des analyses physico-chimiques des phosphates ....... 18

I. Introduction ............................................................................................................................................. 18

II. Description du laboratoire ....................................................................................................................... 18

1. Salle de préparation ............................................................................................................................ 18

2. Salle de balance ................................................................................................................................... 18

3. Salle d’attaque ..................................................................................................................................... 19

4. Salle des analyses ................................................................................................................................ 19

5. Salle de physique ................................................................................................................................. 20


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6. Salle d’absorptions atomiques ........................................................................................................... 20

7. Salle de stockage ................................................................................................................................. 21

Chapitre IV: Traitement physico-chimique des phosphates ............................................................................ 22

I. Introduction ............................................................................................................................................. 22

III. Acticités du laboratoire ............................................................................................................................ 22 1. Préparation des échantillons ............................................................................................................... 22

a. Réception : ...................................................................................................................................... 22

b. Criblage :.......................................................................................................................................... 24

c. Quartage :........................................................................................................................................ 24

d. Séchage : ......................................................................................................................................... 25

e. Broyage: .......................................................................................................................................... 25

f. Tamisage : ....................................................................................................................................... 26

g. Mise en capsule : ............................................................................................................................. 26

h. Etuvage : .......................................................................................................................................... 26

2. Les méthodes d’analyses utilisées au laboratoire ............................................................................... 27

3. Les appareils utilisés au laboratoire sont ............................................................................................ 28 IV. Généralités sur les analyses exécutées au laboratoire ........................................................................... 28

1. Analyse de l’anhydride phosphorique (P2O5) par spectrophotométrie ............................................... 28

2. Analyse de l’anhydride carbonique (CO2) par gazométrie.................................................................. 28

3. Analyse de la silice (SiO2) ..................................................................................................................... 29

4. Détermination de l’humidité %H2O .................................................................................................... 29

5. Dosage du calcium par complexométrie ............................................................................................. 30

6. Dosage de sulfate par gravimétrie....................................................................................................... 30

7. Dosage du fluor par électrode spécifique............................................................................................ 30

8. Dosage des éléments de traces par l’absorption atomique ................................................................ 31

Chapitre V : Description de l’auto-analyseur .................................................................................................. 32

I. Principe : .................................................................................................................................................. 32

II. Appareillage : ........................................................................................................................................... 32

III. Principe de fonctionnement du système automatique : ......................................................................... 33

IV. Avantage de l’automatisation : ................................................................................................................ 33

V. Les objectifs d’utilisations du système : ........................................................ ........................................... 33

VI. Maintenance : .......................................................................................................................................... 33

Chapitre VI : calcule des incertitudes du BPL .................................................................................................. 35

I. Rappels statistiques ................................................................................................................................. 35

1. La loi normale ...................................................................................................................................... 35 II. La grandeur caractéristique ..................................................................................................................... 36

III. Généralité sur les statistiques ............................................................. ..................................................... 36

a. Recherche des donnés suspectes et aberrantes ............................................................................. 36

b. Recherche d'une variance suspecte ou aberrante: ......................................................................... 37

c. Recherche d'une moyenne suspecte ou aberrante: ....................................................................... 37

d. Recherche des valeurs suspectes ou aberrantes: ........................................................................... 38

IV. Procédure d'estimation des incertitudes des méthodes d’analyses ....................................................... 39

1. objectif ................................................................................................................................................. 39

2. Domaine d’application......................................................................................................................... 39

3. Responsabilité ..................................................................................................................................... 39

4. Généralité ............................................................................................................................................ 39 a. Définitions ....................................................................................................................................... 39


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b. Termes statistiques : ....................................................................................................................... 40

5. Terminologies des incertitudes ........................................................................................................... 41

6. Calcule d’incertitude liée aux méthodes d’analyses ................................................................ ............ 41

a. METHODOLOGIE ............................................................................................................................. 41

b. Recensement des causes d’erreurs ................................................................................................. 42

c. Evaluation des incertitudes-types ................................................................................................... 43 d. Incertitude composée : ................................................................................................................... 45

e. Incertitude élargie: .......................................................................................................................... 45

V. Dosage de l’anhydride phosphorique (P2O5) par l’auto analyseur ......................................................... 46

1. Le but ................................................................................................................................................... 46

2. Le principe ........................................................................................................................................... 46

3. Domaine d’application......................................................................................................................... 46

4. Appareillage et réactifs ........................................................................................................................ 46

a. Appareillage : .................................................................................................................................. 46

b. Réactifs : .......................................................................................................................................... 47

5. Préparation des échantillons ............................................................................................................... 47

a. Prise d’essai : ................................................................................................................................... 47

b. Mode opératoire : ........................................................................................................................... 47

c. Essai de Contrôle : ........................................................................................................................... 48

d. Mesure par technico : ..................................................................................................................... 48

e. Préparation des étalons .................................................................................................................. 49

VI. Procédure spécifique de l’estimation de l’incertitude de BPL par l’Auto-Analyseurj .............................. 49

1. Objet : .................................................................................................................................................. 49

2. Domaine d’application : ................................................................. ...................................................... 49

3. Evaluation des incertitudes types : ........................................................... ........................................... 50

a. Incertitude de type B :Balance ........................................................................................................ 50

b. Verrerie: .......................................................................................................................................... 50 c. Auto analyseur : .............................................................................................................................. 50

Incertitude de type A : ................................................................................................................ 51

Incertitude composée : ............................................................................................................... 52

Incertitude élargie : ..................................................................................................................... 52

VII. Procédure spécifique de l’estimation de l’incertitude de BPL par l’Auto-Analyseur ........................... 53

VIII. Conclusion : ......................................................................................................................................... 56

Conclusion ...................................................................................................................................................... 57

Bibliographie .................................................................................................................................................. 59

Liste des figures ...................................................................................................................................................... 60


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Dédicace

Nous tenons à dédier ce travail à tous ceux qui nous ont soutenues et

particulièrement :

A nos parents :

Auxquels nous devront tout, et pour lesquels aucune dédicace ne pourra

exprimer nos sentiments de reconnaissance, de gratitude et de dévouements.

Que Dieu leur donne longue vie et beaucoup de bonheur.

A tous les membres de nos familles :

A tous les membres de nos familles qui nous ont encouragés tout au long de nos

études. Aucune gentillesse ; aucun mot ne pourront exprimer l’affection que j’ai

pour vous.

A nos formateurs :

Qui nous aide inlassablement dans notre formation en témoignage de notre

reconnaissance, pour toute la sollicitude et les encouragements qu’ils n’ont

cessé de nous prodiguer.

A nos amis :

N os amis et nos collègues : qui nous ont beaucoup encouragées, je leur souhaite

le bonheur et la réussite dans leur vie.


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Remerciement

A u terme de ce travail, nous tenons à exprimer nos vifs remerciements à

monsieur le Directeur du service d’accueil : IDK/CP/P , qui a bien voulu nous

accorder l’opportunité d’effectuer ce stage au sein du Groupe OCP .

N ous adressons mos vifs remerciements à monsieur A.HASIB , professeur

à la Faculté des Sciences et techniques de Beni Mellal, pour ses précieuses

directives et son soutien.

N os sincères remerciements s’adr essent à Monsieur ALI AFOUKAL ,

responsable Du Laboratoire des analyses physico-chimiques et à notre encadrant

Mlle Latifa HABBACHI , de nous avoir accepté ; et qui nous a fait l’honneur en

nous proposant ce rapport de stage.

N os remerciements vont aussi à tous les membres du laboratoire, et précisément les

agents qui travaillent au sein du laboratoire ,qui nous ont beaucoup aidé pendant les jours de

stage grâce à leurs expériences professionnelles et leur esprit d’être des bons assistants pour

nous durant ces mois, nous avons pu apprendre avec une grande qualité et vitesse les

techniques misent en évidence dans le laboratoire ,et la chose la plus touchante pour nous

c’est que nous avons gagné l’amour de ces gens et nous nous sentons comme chez nous, nous

les remercions infiniment.

F inalement nos remerciements vont aussi à l’administration de l’O.C.P, qui nous a

accordée aves honneur et plaisir ce stage.


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Avant propos

Notre stage de fin d’étude est déroulé dans l’OCP pour une durée de deux mois (du 10

Avril au 10 Juin).Durant cette période on a travaillé avec le chef de laboratoire, le

responsable qualité et les techniciens de laboratoire d’essais sur le projet de calcul des

incertitudes dans le laboratoire. Vous trouverez dans ce rapport les différentes étapes de notre

travail afin d’atteindre nos objectifs. Nous verrons dans un premier temps la présentation de

l’OCP, puis nous nous intéresserons aux missions réalisées.


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Introduction

Le Phosphate principal ressource minier du MAROC, lui permet d’acculer la troisième

place de la production du Phosphate derrière la Russie et USA, ceci grâce à l’étendu des

gisants et l’importance des tonnages entrais.

Le phosphate se présente sous forme d’un grain beige clair. C’est un produit de

composition d’ossements de poissons qui ont été abandonnés par des océans, et des mers

pendant des millions d'années, et suite à des bouleversements sous terrains, les couches sont

trouvées à des profondeurs variables entre 5 à 49 m, La principale utilisation du Phosphate est

la production des engrais et l’acide phosphorique, le MAROC exporte actuellement le

Phosphate brut, les engrais au P2O5 sous forme de produit (acide phosphorique clarifié, acide

dé sulfaté, super phosphate le MAP).

Crée en 1920, le groupe OCP du tient le monopole de l’exploitation et de la

commercialisation des Phosphates au MAROC.

Il est constitué d’un établissement public à caractère industriel d’agir avec la même

dynamique est la même souplesse qu’une entreprise privée.

L’OCP (Off ice Chérifien des Phosphates) est la 1ère entreprise du Maroc qui a des

échanges commerciaux de haut niveau avec l’étranger, il intervient pour 25% des exportations

du MAROC, et réalise 7 à 8% du produit national brut. Grâce à l’OCP l’industrie du

Phosphate a connu depuis 1965 un progrès considérable visant la production de 100 millions

de la tonne de Phosphate de l’année 2000.

Aujourd’hui les importateurs, demandent des normes en éléments de phosphate bien

précisées, c’est pour cella Le laboratoire effectue des analyses dans le but d’obtenir des

résultats qui sont utiles pour la prise de décision, il faut donc que ses résultats soient

interprétables, c’es-à-dire, validés et répondent aux besoins des clients du laboratoire.

Ceci fait apparaitre clairement le lien étroit qui existe entre la qualité d’une analyse et la

validation de la méthode qui permet de la faire.


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Chapitre I

: Concept général sur L’O C P

I. L’historiqu e de développent du groupe OCP

L’office chérifien des phosphates fût crée par le DAHIR le 7 août 1920, il se réservait

tous les droits de recherche et d’exploitation du phosphate, ainsi que, le monopole des ventes

de ce minerai au marché mondial.

L’exploitation effective du minerai ne fût entreprise qu’en 1921 dans la région d’Oued-

Zem (gisement Oulade Abdoune), le premier mars 1921. Le première de phosphate descendit

vers le port de Casablanca en juin 1921 et le premier navire chargé le 23 juillet 1921.Dès cette

date, l’O.C.P connût une très vive expansion sans relâche, grâce à la qualité du minerai extrait

et à l’appréciation des pays demandeurs.

A partir de 1921, l’historique de l’O.C.P est l’histoire prodigieuse expansion. En effet, le

phosphate marocain ayant une teneur de 75% BPL (bon phosphate lime) c’est ce qu’on

appelle couramment la teneur en phosphate Tricalcique, ce fournit à l’industrie des engrais la

possibilité de faire un bond en avant du superphosphate, la demande pour le phosphate

marocain fut très élevée.

Encouragé par cette réussite l’O.C.P étudie alors la mise en exploitation d’un nouveau

gisement à Youssoufia, la teneur de phosphate de ce gisement(70%), bien inférieure à celle du

phosphate de Khouribga reste néanmoins supérieure à celle des gisements exploités dans les

autres pays (U.S.A, Algérie, Tunisie…).

La mise en exploitation de ce minerai coïncide avec la crise économique mondiale de

1929 qui provoque un brusque abaissement de la demande de phosphate qui demeurait

jusqu’à la seconde guerre mondiale.

En 1939, la guerre éclate et les relations commerciales avec un grand nombre de pays

sont rompues (en 1940 l’O.C.P n’a pu exporter que 714 290tonnes).

Au lendemain de la guerre (1944-1945), la restauration des sols et lare structuration du

secteur agricole des pays européens exige des quantités croissantes d’engrais et les expor tions

de l’O.C.P reportent en flèche pour dépasser 10 millions de tonnes en 1964.

En 1975, dans le cadre de la récupération des provinces sahariennes, l’O.C.P a pris en

charge l’exploitation du phosphate de Boukraa, et en 1979 il démarra l’exploitation d’u ne

nouvelle zone minière : le centre de Benguerir.


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En matière de transformation sur place du% phosphate produit, en acidephosphorique et

engrais l’O.C.P a mis en service plusieurs usines :

Maroc Chimie I en 1965 à Safi.

Maroc Chimie II en 1976 à Safi.

Maroc phosphore III et IV en 1986 à Jorf Lasfar.

Ainsi le groupe O.C.P met tout en œuvre pour répondre aux besoins mondiaux en

produits phosphatés, compte tenu de l’importance, de la quantité et la position géographique

des gisements du pays qui confèrent naturellement au Maroc une place particulière dans

l’industrie phosphater.

Dans cette perspective, des projets de développement sont réalisés ou programmés dansles zones minières et industrielles visant l’accroissement des capacités actuelles de

valorisation.

1. Emplacement géographique

La direction générale du groupe O.C.P est située à Casablanca, route d’El Jadida dep uis

1979. Elle était auparavant à Rabat depuis la création de l’office. Les mines actuellement en

exploitation, elles sont constituées dans quatre zones. Leur produit marchant est soit exporté,

soit transformé localement aux usines des industries chimiques de Safi et de JorfLasfar.

F igure 1 : Car te géographique des sites miniers – OCP- au M aroc


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Casa : les produits provenant de Khouribga ;

Safi : pour les produits de Youssoufia, Benguerir et les produits transformés ;

Jorf Lasfar : pour les produits locaux ;

Laâyoune : pour les produits de Boukraâ.

2. Les enjeux économiques

Les phosphates marocains ont toujours été exploités depuis 1920 par l’Office chérifien

des phosphates, organisme d’Etat, devenu Groupe OCP en 1975. L’office emploie plus de

25.000 personnes, pour un contrat annuel à l’exportation de 1,28 milliard de dollars en 2000.

Pour le moment. L’OCP est le 1er exportateur mondial de phosphates (10,1 millions de

tonnes), dont 1,4 million de tonnes d’acide phosphorique et 2,2 millions de tonnes d’engrais

phosphatés. Les exportations de l’OCP touchent actuellement les cinq continents etconcernent une quarantaine de pays de par le monde. Depuis des années, le Maroc se place au

2ème ou 3ème rang de la production mondiale de phosphates bruts. Le Maroc partage avec le

Sahara Occidental 5,7 milliards de tonnes (3 milliards pour le Sahara Occidental et 2,7 pour le

Maroc). Mais le phosphate marocain reste l’obstacle majeur pour la paix au Maghreb du fait

qu’il est convoité par la France et l’Espagne, deux pays de l’Union européenne qui s’opposent

ouvertement aux décisions de l’ONU pour l’accès du Sahara Occidental à son indépendance,

pour des raisons historiques et géopolitiques. Les mines, qui appartiennent réellement au

Royaume, sont situées sur trois lieux différents: à Khouribga (120 kilomètres au sud-est de

Casablanca), à Youssoufia (90 kilomètres au nord de Marrakech) et à Ben-Guérir (90

kilomètres au nord-ouest de Marrakech). Comme au Sahara Occidental, le minerai de

phosphate est de type sédimentair e, c’est-à-dire que le phosphate est présent dans des sables

ou des calcaires et mélangé à ceux-ci. Les couches de minerais sont horizontales et exploitées

soit à ciel ouvert, soit par des galeries. La concentration en P2O5 place ces minerais en 1ère

ou en 2ème position mondiale.

3. Statut juridique du groupe O.C.P

L’office chérifien des phosphates est un organisme étatique ayant pour mission

l’extraction, le traitement, la valorisation ainsi que l’exportation du phosphate et ces dérivés

aux pays demandeurs. Etant donné ses activités industrielles et commerciales intenses et

critiques pour l’économie du pays, le législateur l’a doté d’une organisation spécifique lui

permettant d’agir avec une grande liberté indépendamment de l’état et ceci bien sûr dans des

limites bien déterminées.


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L’O.C.P est inscrit au registre du commerce et soumis sur le plan fiscalaux même

obligations que n’importe quelle entreprise privée (patente, droit de douane, taxes à

l’exportation, impôt sur les salaires, impôts sur les bénéfices etc.…). Cependant, il a une

gestion financière séparée de l’état, ainsi, chaque année il établit ses prix de revient, son

compte d’exploitation, son bilan et participe au budget de l’état.

4. Filiales de groupe O.C.P

L’office chérifien des phosphates a créé beaucoup de filiales qui sont les unités de base du

groupe O.C.P :

SOTREG : (Société des Transports Régionaux) son objectif est d’assurer le

transport des agents O.C.P.

SMESI :(Société Marocaine d’Etudes Spéciales et Industrielles) chargée d’assurer

des études industrielles objectives et pratiques pour le compte de l’O.C.P.

MARPHOCEAN : (Société de Transport Maritime des Produits Chimiques) cette

dernière est chargée d’assurer le transport maritime des produits chimiques du

groupe.

I .P.S.E : (Institut de Promotion Socio-éducative) elle dispense un enregistrement

fondamental de qualité pour les fils des agents du groupe.

MAROC PHOSPHORE I, II, III et IV : chargé du traitement industriel du

phosphate et de sa mise en valeur en produisant les principales dérivées de ce

minerai.

PHOSBOUCRAA : Extraction et traitement (lavage et séchage) duphosphate du

gisement Boukraa.

CERPHOS : Centre d’Etude de Recherche des Phosphates Minéraux.

STAR : Société de Transport.

5. Réserve et gisement

a. Réserve

Le phosphate est parmi les nombreuses ressources du Maroc. Ses réserves sont estimées à

51.8 milliards de tonnes ce qui représente 75% des réserves en Phosphate du monde.

b. Gisement


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Des principaux gisements de phosphate sont ceux de Khouribga, Youssoufia, Benguerir et

Boukraa.

II. Présentation du groupe O .C .P

1. Groupe O.C.P en bref :

Le marché prodigieux du phosphate à travers le monde amène les géologues à effectuer

des recherches sur les terres marocaines.

C’est ainsi qu’en 1908 commence la prospection géologique qui conduit en 1972 aux

premiers indices de phosphates, dans la localité de OULED ABDOUN située à 120 Km de la

mer. Ce n’est qu’en 1919 que les études sérieuses des gisements prennent naissance classant

ainsi le gisement Marocain parmi les plus grands de la planète car il représente le ¾ du

gisement mondial.

Le phosphate ainsi découvert demande une compagnie d’exploitation d’où la naissance de

L’OCP qui se fait par un dahir du 7 août 1920 réservant au Maroc tout droit d’exploitation

ainsi que le monopole des ventes.

2. Activité du Groupe OCP

Le groupe Office Chérifien des phosphates (OCP) est spécialisé dans l’extraction, la

valorisation et la commercialisation de phosphate et de ses produits dérivés. Chaque année,

plus de 23 millions de tonnes de minerais sont extraites du sous-sol marocain qui recèle les

trois-quarts des réserves mondiales.

Principalement utilisé dans la fabrication des engrais, les phosphates proviennent des

gisements de Khouribga, Benguérir, Youssoufia et boukrâa. Selon les cas, le minerai subit une

ou plusieurs opérations de traitement (lavage/flottation, séchage, calcination, flottation,

enrichissement à sec…etc.). Une fois traité, il est exporté ou livré aux industries chimiques du

groupe, à JorfLasfar ou à Safi, pour être transformé en produits dérivés commercialisables :

acide phosphorique de bas, acide phosphorique purifié, engrais solides.

Premier exportateur mondial de phosphate sous toutes ses formes, le Groupe OCP écoulé

95% de sa production en dehors des frontières nationales. Opérateur international, il rayonne

sur les cinq continents de la planète et réalise un chiffre d’affaires annuel de 1,5 milliard de

dollars.


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Moteur de l’économie nationale, le Groupe OCP joue pleinement son rôle d’entreprise

citoyenne. Cette volonté se traduit par la promotion de nombreuses initiatives, notamment en

faveur du développement régional et de création d’entreprises.

3. Organisation du Groupe OCP

a. Personnel du groupe OCP :

Personnel hors cadre :

Il est classé selon les fonctions ci-après :

Directeurs

Chefs de division

Chefs de service

Ingénieurs

Personnel TAMCA et OE :

Cette catégorie est répartie en 5 groupes professionnels, elle se compose de deux à trois

niveaux, et à chaque niveau correspond une catégorie ou échelle.

Par catégorie, il y a lieu d’entendre le personnel O.E (Ouvriers et Employés), et par

échelle le personnel TAMCA (Technicien Agents de Maîtrise).

Catégories

personnelles

Effectif Pourcentage

Ouvriers et

employés

19068 76%

TAMCA 5438 21% Ingénieurs et

assimilés

711 3%

Total 25217 100%

Statistique du personnel:

La répartition du personnel OE/TAMCA se présente comme suit :

Khouribga : 30.5%

Youssoufia : 16.7%

Safi : 16.9%

Jorf-lasfar : 14.1%


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Casablanca : 08.9%

Laayoune : 08.5%

Benguerir : 04.1%

b. Organigramme du groupe O.C.P :

Au sommet de l’organigramme du groupe on trouve la direction générale à Casablanca

qui décide de la politique générale du groupe, viennent ensuite aux niveaux inférieurs, les

directions par spécialité.

Ces directions regroupent plusieurs divisions chacune allouée à un objectif et une tâche

bien déterminée.

c. Organigramme de la Direction des Exploitations Minières de Khouribga(DEK) :

La direction des exploitations minières de Khouribga est subdivisée en divisions et

services.

Division Extraction Khouri bga (DEK/EK) : C’est la de l’extraction du phosphate de la

zone de Khouribga.

Division Traitement de Khouribga (DEK/TK ) : Chargée du traitement et

l’enrichissement du phosphate provenant de la division Extraction.

Division des Embarquements (DEK /PC) : En raison de la nature des attributions de cette

division qui sont la réception, le stockage et l’exportation du phosphate, elle s’est installée au

port de Casablanca pour être plus proche du lieu de ses activités.

Division Administrati ve de Khour ibga (DEK/AK) : Elle s’occupe de régir les relations

officielles entre la direction et les autorités publiques locales et provinciales, ainsi que les

relations de la direction avec les agents de l’office (attribution de logement, autres sportifs…).

Division M ain tenance Centr ali sée de Khour ibga (DEK/MK) :

Elle a la tâche d’assurer la bonne marche du matériel alloué à la direction de Khouribga et

ceci pour permettre la continuité de l’exploitation et pour limiter le nombre de pannes

enregistré et qui entrave le déroulement des travaux.

Service Etudes et Analyses (DEK/EA) : Chargé d’étudier et d’analyser les budgets

d’investissement et de fonctionnement, l’évaluation de la production, ainsi que de la vente du

phosphate extrait et traité par la direction.


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Service Médical (DEK/SM) : Dans le but d’assurer à l’ensemble de son personnel et leurs

familles, une couverture sanitaire, l’O.C.P a créé ce service, ainsi que la gestion de l’hôpital

O.C.P.

Servi ce Achat Délégué(DEK/AD) : Son rôle est l’approvisionnement local en termes defournitures et marchandises de la Direction.

d. Organisation de la Division Traitement de Khouribga (DEK/TK):

La division traitement reconstitue une liaison entre la division d’extraction et exploitation

du phosphate et la fabrication des qualités marchandes elle est répartie en deux secteurs :

Le secteur de Béni-I dir :

Composé de :

Usine de séchage du phosphate (éliminer H2O).

Calcination: Le rôle de cette opération est l’élimination des matières organiques

inutiles.

EAS (enrichissement à sec) : traitement par élimination des fines particules.

Le secteur Daoui :

Composé de :

Usine de lavage : il assure l’élimination d’argile et par suite

amélioration du pourcentage du BPL.

Usine de séchage COZ (Complexe Oued Zem)

Stockage du phosphate humide pour répondre aux besoins des clients.

Flottation (Enrichissement par voie chimique des fines particules).


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Chapitre II : Etude bibliographique

1. Généralités sur le phosphate

Le phosphate est le résultat de la décomposition des matière organiques, et généralement

la décomposition d’ossement de poissons qui ont été abandonnés par des océans, et des mers

pendant les millions d’années et suite a des dérangements souterrains, les couches se sont

trouvées a des profondeurs variables entre 5 à 49m.

La phosphatogenèse s’est opérée au Maroc durant la période géologique allant du

Maastrichtien (Crétacé terminal) au Lutétien (Eocène moyen), s'étendant sur près de trente

millions d’années. Il s’y est déposé une série phosphatée décrivant une séquence positive,

comprise entre des détritiques fins (sables et argiles) à la base et des formations carbonatées

au sommet.

Les faciès de la série phosphatée marocaine sont caractérisés par une grande diversité,

tant sur le plan spatial que temporel.

Le phosphate est utilisé essentiellement dans la fabrication des engrais permettant

l’enrichissement des sols.

Un minerai de phosphate se compose en général de trois parties à savoir :

Le phosphate pur

Le stérile

L’eau

Le phosphate se présente sous forme des grains beige clair. Il est constitué de plusieurs

éléments dont les importants sont : Le calcium, le fer, le phosphore et le silicium.

Ces phosphates sont formés de grains de taille généralement comprise entre 40 et 215 µm.

Les phosphates concentrés marchands dans le monde sont des phosphates de calcium,

c'est-à-dire, des phosphapatites.

La teneur des concentrés est évaluée en % de P2O5 ou en équivalent, en phosphate

tricalcique Ca3(PO4)2 que l’on appelle la teneur en BPL (bon phosphate of lime) et pour

passer de la teneur en P2O5 à la teneur en BPL, il faut multiplier la premier par 2,185 qui est le

rapport des masses molaires de P2O5 et de Ca3(PO4)2.


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17

a. Différentes types de qualité de phosphates :

Qualité Tranche de BPL Code

SHT >75 1

THT 73-75 2

HTN 71,5-73 3

HTM 69,5-71,5 4

MT 68-69,5 5

BTR 65-68 6

BTN 63-65 7

BTP 61-63 8

TBT 56-61 9

-


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18

Chapitre III: Description du lieu de stage :

Laboratoire des analyses physico-chimiques des

phosphates

I. Introduction

le laboratoire des analyses chimiques des phosphates qui était situé à Oued-Zem et

actuellement il s’est démangé près de la laverie Daoui et précisément Daoui piont-B ,a été

opérationnel en 1961,c’est un laboratoire dite de contrôle de qualité qui a pour objectif de

faire des analyses physico-chimiques qui demandent bien sur des techniques et des

instruments très sophistiquées, et des compétences spécialistes en chimie et en physique pourassurer les taches.

Le laboratoire de contrôle de qualité Daoui piont-B, reçoit des échantillons de différents

provenances tel que les unités de traitement de la laverie UD, du Park de stockage ELWAFI,

du complexe de Oued Zem, et n’oublions pas aussi la zone d’extraction de sidi Chennane et,

et finalement sidi Daoui et Merah el Arech, ce laboratoire est composé de différentes salle,

chaque salle a des taches bien précisent.

II. Description du laboratoire

Le laboratoire des analyses chimiques de l’axe Sidi CHENNANE-DAOUI, est constitué

généralement de 6 salles qui sont principales, une cave et deux magazines.

1. Salle de préparation

C’est la salle de réception des échantillons provenant de toutes les provenances citées

précédemment avec des étiquettes qui identifient toutes les informations de l’échantillon tel

que l’unité, le poste, la date, la qualité, l’origine et une fiche des analyses demandées , après ilvient des étapes ordonnés pour préparer les échantillons ça consiste, la réception, le quartage,

le criblage, le l’étuvage, le broyage, la mise en capsule et en fin l’étuvage une 2éme fois, les

techniques et les matériels utilisées seront décrit en détail dans le chapitre IV.

2. Salle de balance

C’est la salle où on fait peser les échantillons avec des balances de précision qui sont

certifiées, notons aussi la présence de plusieurs dessiccateurs pour le refroidissement des

échantillons.


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19

Il existe de types de balances dans cette salle :

Balance analytique : c’est une balance de précision au 1/10 de mg, sert à peser des

quantités différentes et exactes de phosphate selon l’analyse demandé.

Balance normale : c’est une balance sert à peser des quantités normales on n’intéressant

plus de précision au 1/10 mg

F igur e 3 : Balance analytique F igur e 4 : Balance normale

3. Salle d’attaque

C’est là où se fait l’attaque d’apatite, soit avec l’acide chlorhydrique, soit avec L’acide perchlorique pour solubiliser le phosphate. Notons dans certains essais, on n’utilise jamais

l’acide perchlorique (HClO4) pour qu’il n’y ait pas d’explosion au cours de calcination, tel

que l’essai de la silice.

4. Salle des analyses

Cette salle occupe un grand espace au niveau du laboratoire, généralement les différentes

activités courantes au niveau de cette salle sont regroupées dans le tableau suivant :

Analyse P2O5 CO2 Leséléments de

traces

SiO2SO3

F luor CaO Cl

Laméthodeutilisée

Autoanalyseur

:

Technico

Calcimètrede

BERNARD

Spectromètred’absorption

atomique

Gravimétrie Electrodespécifique

Compl-ExométriePar EGTA

Potentio-Métrie

F igure 5 : Tableau des dif férentes analyses physico-chimiques


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20

5. Salle de physique

Cette salle contient deux appareils spectrophotométries appelés: Auto-analyseur, équipé

d’un manifold pour le dosage de l’anhydride phosphorique et muni d’un filtre à 430 nm, et

composés principalement de 4 éléments

F igure 6 : Appareil de l’ Auto-analyseur

PASSEUR : le Passeur xy-2 sert à aspirer les échantillons et les étalons.

POMPE: la Pompe AAIII est une pompe péristaltique qui sert à pomper les

échantillons, le réactif, l’eau ainsi que l’air via des capillaires.

CASSETTE : la cassette est une partie du système analytique qui assure leconditionnement de la réaction.

DETECTEUR : le détecteur est le système optique système analytique qui assure

le conditionnement de la réaction.

PC : Le système informatique a pour rôle la conversion des résultats détectés en

données digitales.

6. Salle d’absorptions atomiques

F igure 7 : Appareil d’ absorptions atomiques


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21

C’est la salle de la spectrométrie pour le dosage des éléments de traces, le travail dans

cette salle se fait à partir d’un dispositif expérimental utilisé en absorption atomique se

compose d’une source , la lampe à cathode creuse, de même nature que l’élément à doser ,

d'un brûleur pulvérisa, qui sert à porter l’élément à doser à l’état de vapeur monoatomique et

un nébuliseur , d'un monochromateur et d'un détecteur relié à un amplificateur et un

dispositif d'acquisition .

F igure 8 : Schéma de principe de la spectrophotométrie d’absorption atomique

7. Salle de stockage

Après prendre un échantillon représentatif, le reste de chaque sac se stocke dans la salle

de stockage selon un ordre et une date bien déterminés selon la qualité source des

échantillons.

http://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Lampehttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Lampehttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Lampehttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Flammehttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#N%C3%A9buliseurhttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#N%C3%A9buliseurhttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Flammehttp://www.culture.gouv.fr/culture/conservation/fr/methodes/atome.htm#Lampe


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Chapitre IV: Traitement physico-chimique des

phosphates

I. Introduction

Les phosphates sont des matériaux minéraux, qui contiennent une richesse en P2O5, cet

élément est primordiale pour l’industrialisation ou la production de l’acide phosphorique

H3PO4 à partir de l’ajout de l’acide sulfurique, et l’acide phosphorique à une grande

application directe en industrie alimentaire et en agriculture, d’autre éléments chimiques se

trouvent dans les roches de phosphates tel que la SiO2, SO3, MgO , Fe2O3, Al2O3,…..etc.

Dans ce chapitre on voir comment on peut déterminer le pourcentage de chaque éléments

c’est-à-dire le dosage en détaille, en se basant sur des techniques physico-chimiques élaborées

par les chercheurs de CERPHOS, allons de la salle de préparation à la salle de physique.

III. Acticités du laboratoire

1. Préparation des échantillons

La préparation des échantillons comprend plusieurs phases :

a. Réception :

Lorsque les échantillons arrivent au laboratoire il faut les classifier selon un ordre bien

déterminer et les coder par des chiffres avant qu’ils seront lancés dans les étapes de

préparation.

Les échantillons sont reçus de différentes provenances d’extraction et de traitement

souvent des travées, trains, parc humide, carreaux, enrichissement à sec et calcination. Le

responsable de préparation vérifie :

L’état des échantillons reçus. Le nombre d’échantillons reçus.

Les demandes d’analyses et leur compatibilité avec le nombre, la qual itéet

l’origine de l’échantillon.

Les échantillons humides sont mis dans des sacs en plastique doublés de sacs en toile

alors que pour ceux secs un sac en toile suffit. L’échantillon global pèse 1Kg environ et

contient une étiquette portant les informations suivantes: la date, l’entité, le poste et le repère,

la qualité.

Notant que les qualités des échantillons reçus sont classifiées selon le pourcentage duBPL.


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23

Exemples des qualités sources :

QS Signification Tranche de BPL Code

SHT Super haut teneur Supérieur à 75 1

THT Très haut teneur 73-75 2

HTN Haute teneur normale 71 ,5-73 3HTM Haute teneur moyen 69.5-71.5 4

MT Moyen teneur 68.5-69.5 5

BTR Basse teneur riche 65-68 6

BTN Basse teneur normale 63-65 7

BTP Basse teneur pauvre 61-63 8

TBT Très basse teneur 56-61 9

- Inférieur à 56 A

PDZ Podzolisé - B

Aussi ces échantillons sont accompagnés d’une demande d’analyse portant lesinformations suivantes:

Exemple des qualités sources:

Exemple des qualités marchandes

Ensuite, il y a établissement de l’étiquette que l’on joindra à l’échantillon et qui

l’accompagnera durant toutes les phases qui suivront jusqu’à la mise en capsule. Cette

étiquette comportera les informations suivantes: N° de capsule, la date, la qualité, le poste

et repère et le types d’analyse demandé.

Demande d’analyse – Qualité Source

Lieu de prélèvement :

Date de prélèvement :

N° N° de série Poste Réf de l’échantillon Qualités Codequalités

Demande d’analyse – Qualité marchande

Lieu de prélèvement :

Date de prélèvement :

N°

série

Date de

prélèvement

Poste Heure fin de

chargement

N° train Port Pays Clients Qualité


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24

b. Criblage :

Tous les échantillons secs sont criblés à l’aide d’un crible de 6 mm pour éliminer les

grands grains dont la teneur en BPL est faible, le refus est rejeté tandis que le passant subit le

quartage.

Généralement les échantillons humides sont déjà criblés à 6mm à l’usine.

c. Quartage :

Le rôle du quartage est de bien homogénéiser l’échantillon et aussi de réduire sa quantité

(100 à 200g environ) à partir de l’échantillon global afin de garder les mêmes caractéristiques

physiques-chimiques que l’état initial pour qu’il soit global et représentatif pour l’analyse.

En ce qui concerne le phosphate humide, il est d’abord criblé à 6×6 mm pour éliminer lesgros grains(les stériles), après il est soumis au quartage manuel, par contre pour le phosphate

sec, le quartage se fait mécaniquement à l’aide d’un diviseur à rifles.

Le reste des échantillons est mis dans un sachet puis mis en stockage comme échantillon

témoin.

Quar tage manuel :(échanti l lons humides)

Le quartage manuel est effectué par la méthode des cônes et quartiers qui consiste à :

diviser l’échantillon en quartiers à partir du tas formé.

Regrouper deux quartiers opposés pour obtenir un échantillon représentatif de

l’échantillon initial.

Recommencer l’opération jusqu’à obtenir la quantité de minerai désirée.

F igur e9 : Quartage manuel


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25

Diviseur àrif les :(échan ti l lons secs)

F igur e 10 : diviseur àri fl e F igur e11 : Schéma d’un diviseur àrif les

Le diviseur à rifles, composés de couloirs inclinés de sens opposés et intercalés, permet

de réduire l’échantillon de départ en deux ou plusieurs échantillons représentatifs.

Le diviseur à rifles à utiliser est fonction de la granulométrie du à échantillons.

L’échantillon à diviseur est déversé, à l’aide d’une pelle, uniformément sur toute la

longueur du diviseur à rifles de manière à ce que les quantités de minerai passant dans deux

couloir opposés soient les mêmes.

L’opération de division est répétée jusqu’à ce que la quantité de minerai ou le nombre

d’échantillons divisé soit obtenue.

d. Séchage :

L’échantillon quarté subit l’opération de séchage dans une étuve réglée à 105+/-5°C

pendant 30mn à une heure pour éliminer l’eau inter granulaire, Cette opération est appliquée

une première fois sur les échantillons humides avant le broyage, et une deuxième fois sur les

échantillons non humides après la mise en capsule, afin d’éviter le colmatage durant

l’opération du broyage ; puisque le broyeur à disque ne fonctionne qu’à voie sèche.

Figur e12 : Etuve

e. Broyage:

le broyage est une opération mécanique à l’aide d’un broyeur électrique à disque rotatif,

qui se compose d’un disque fixe en acier et d’un autre mobile, l’échantillon est broyé à unefinesse de l’ordre de 160 , et cela pour homogénéiser à nouveau l’échantillon,


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26

et aussi pour augmenter la surface spécifique des grains et faciliter l’attaque des phosphates

par les différents acides utilisés pour la mise en solution des échantillons à analyses..

F igure 13 : broyeur électrique àdisque rotat if

f. Tamisage :

Tous les échantillons sont tamisés sur d’ouverture à 160µn, le refus est broyé dans un

mortier avec un pilon, tamisé et mélangé avec le passant.

g. Mise en capsule :

F igure 14 : M ise en capsul e

Une fois les échantillons mis dans des béchers on plastique on prend à l’aide d’une

spatule une petite quantité pour la mettre dans des capsules, celles-ci sont munies d’une

étiquette qui indique le numéro de série, la date et la nature d’analyse demandée.

h. Etuvage :

Figure 15 : les étuves

Finalement, les capsules sont mises dans l’étuve à 105°C pendant une heure pour éliminer

l’eau afin d’obtenir un produit sec 100% pour que les chimistes fassent les analyses


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demandées. L’autre quantité des échantillons est mise dans un sachet en plastique en stockage

comme témoin.

2. Les méthodes d’analyses utilisées au laboratoire

*La gravimétrie : La méthode consiste à transformer une espèce soluble en un composé

insoluble, dans un milieu déterminé. Le précipité formé est pesé ce qui permet de

quantifier l’espèce soluble dans le milieu de départ. La gravimétrie est une méthode

précise mais longue et délicate, car elle nécessite de nombreuses étapes de séparation

préalables.

*La volumétrie : consiste à mesurer des volumes de la solution utilisée pour doser

l’échantillon. Les réactions impliquées sont les réactions acido-basiques, les réactions

d’oxydoréduction ou de complexation. Ces réaction doivent être rapides et sans réactions

secondaires qui tendent à fausser les résultats.

*La spectroscopie d’absorption atomique : permet de quantifier les métaux lourds en

solutions.

*La colorimétrie : C’est une méthode basée sur l’absorption d’un faisceau de lumière de

longueur d’onde donnée qui traverse la solution à analyser. De la proportion d’intensité

lumineuse absorbée par la solution, on déduit la concentration de la substance absorbante. Son

principe est donc de mesurer la densité optique de la solution pour pouvoir y déterminer la

concentration de celle-ci.

La densité optique de la solution dépend, donc de la concentration suivant la loi de Beer-

Lambert :

D : Densité optique ou absorbance.

I0 : Intensité du faisceau lumineux à l’entrée de la solution.

: Coefficient d’extinction molaire de la solution.

L : Longueur du chemin optique (en cm).

C : Concentration du corps à doser.

Conditions de validité de la loi de Beer-Lambert :

1 la concentration doit être faible (inférieur à 0.01).

2 la lumière doit être monochromatique.

D =log10I0/I= .l. C


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28

*La granulométrie : a pour objet la mesure de la taille des particules élémentaires qui

constituent les ensembles de grains de substances diverses, et la définition des fréquences

statistiques des différentes tailles de grains dans l'ensemble étudié.

3. Les appareils utilisés au laboratoire sont

Spectrophotomètre UV-visible.

Spectrophotomètre d’absorption atomique.

Broyeur à disque rotatif.

Diviseur à rifles.

Four à moufle.

Etuves.

Agitateur magnétique.

Balance de précision.

Plaque chauffante.

Agitateur mécanique

IV. Généralités sur les analyses exécutées au laboratoire

1. Analyse de l’anhydride phosphorique (P 2O5 ) par spectrophotométrie

L’échantillon du phosphate est mis en solution par attaque d’acide perchlorique de

formule H3PO4. La solution ainsi obtenue est traitée par le réactif Vanadomolybdique, en

présence des ions vanadiques et molybdiques, les ions orthophosphoriques forme en milieu

acide un complexe jaune intense le phospho-vanado-molybdate de formule [(NH4)3PO4-

NH4VO3-16MoO3]. La densité optique de la solution jaune est mesurée au

spectrophotomètre UV-visible à 430 nm.

On effectue l’attaque par l’acide perchlorique pour précipiter la silice qui fausse

l’analyse en formant un complexe silicimolybdique jaune.

La méthode qui utilise le complexe phospho-vanado-molybdique est précise, elle

permet d’atteindre des traces.

On doit opérer en milieu acide nitriqueHNO3 pour que la coloration se développe

rapidement.

2. Analyse de l’anhydride carbonique (CO2 ) par gazométrie


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29

Dans cette analyse, on se contente de mesurer à l’aide d’une gazométrie, le dégagement

du gaz carbonique CO2 produit par une prise d’essai (0.5g) d’un échantillon de phosphate,

sous l’action de l’acide chlorhydrique dilué à 50% ; selon la réaction suivante :

CaCO 3 + 2HCl CO 2 + Ca Cl 2 + H 2 OPour éviter de faire des corrections des différences de température et de pression, toutes

les mesures sont réalisées dans les mêmes conditions.

On utilise de l’acide chlorhydrique à 50% pour diminuer sa fumée dégagée s’il est

concentré à 100 %.

3. Analyse de la silice (SiO2 )

Elle est basée sur l’insolubilisation de la silice présentée dans un échantillon de phosphate

par attaque chlorhydrique (HCl), en ajoute de l’acide borique (H3BO3) pour complexer le

fluor provenant d’HF, et qui peut réagir avec la silice réactive. On filtre le précipité, on le

calcine à 1000°C dans des creusets en quartz ou en platine et on pèse le résidu obtenu.

Réaction observées :

SiO 3 - + 2HCL H 2 SiO 3 + CL 2

H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O

En absence de H3Bo4 la silice va se complexer avec le fluor est donne lieu à un corpsvolatil :

H 3 Bo 4 + H 2 SiF 6 SiF 4 + HF

Alors en présence de H3BO4 :

H 2 SiF 6 + H 3 BO 4 BF + H 2 SiO 3 + H 2 O

Le pourcentage de la silice est :

mR : la masse du résidu.

mp : la masse de la prise d’essai.

4. Détermination de l’humidité %H2O

Cette analyse est applicable aux phosphates minéraux naturels, par deux manières :

Par humidimètre : Pour déterminer la teneur en H2O dans un échantillon de

phosphate donné, on utilise un humidimètre à rayons infrarouges qui permet de

sécher l’échantillon par chauffage à infrarouge. En place une masse de 15 à 20g

% SiO2 = (m R / m p ) 100


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30

d’un échantillon de phosphate sur la capsule en aluminium de l’humidimètre. Le

taux de l’humidité est affiché directement sur l’écran de l’humidimètre.

Par étuvage: On détermine la teneur en eau d’un échantillon de phosphate non

broyé de masse connue par séchage à l’étuve à 105±5°C.

L’expression du %H2O est la suivante :

m

p

: masse de la prise d’essai (avant séchage) en (g).

m

0

: masse après séchage en (g).

5. Dosage du calcium par complexométrie

Principe :

Mise en solution l’échantillon par attaque perchlorique. En milieu alcalin, le calcium est

complexé par l’EGTA (acide éthylène glycol tetracétique C14H24 N2O10 en excès.cet excès est

dosé par une solution de calcium de titre connu. En présence magnésium qui rend le virage

plus visible (la triéthanolamine (C6H15O3 N) complexe le fer et le tartrate de sodium

(Na2C4H4O6) complexe l’aluminium).L’indicateur utilisé est le « HHSNN » [acide hydrox-

2(hyroxy 2-sulfo 4, naphtylazo 1) naphtoique] connu aussi sous de réactif de Patton et reeder.

Réaction :

Ca2+ + Z4- CaZ2-

6. Dosage de sulfate par gravimétrie

Principe :

Dosage gravimétrique basé sur la solubilisation des sulfates par attaque à l’acide

chlorhydrique,filtration.

Précipitation des sulfates du filtrat sous forme de BaCl2, filtration du précipité, calcination

à 1000°C.

Reaction :

SO 4 2- + BaCl 2 BaSO 4 +2Cl

-

BaSO 4 BaO + SO 3

7. Dosage du fluor par électrode spécifique

Principe :

H2O % = ( mp – m0) 100/mp


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31

Mise en solution de l’échantillon par attaque nitrique. Dosage de la teneur en fluor par

électrode spécifique au fluor au moyen d’un iconomètre en utilisant le citrate de sodium

(C6H5 Na3O7 2H2O) comme solution tampon.

8. Dosage des éléments de traces par l’absorption atomique

Mise en solution de l’échantillon par attaque perchlorique. Mesure de la teneur en

éléments suivants à l’aide d’un spectrophotomètre d’absorption atomique dans les conditions

suivantes :

Eléments Lampe a cathode

creuse

I ntensitéde la

lampe

Fente de la

lampe

Longueur

d’onde

Flamme

AL 2 O 3 D’aluminium 4 mA 0 ,5 mm 285,2nm Acétylène-protoxyde

d’azote

MgO De magnésium 10 mA 0,5 mm 309,3 nm Air-acétylène

Na 2 O De sodium 5 mA 0,5 mm 589,0 nm Air-acétylène

K 2 O De potassium 5 mA 0,5 mm 766,5 nm Air-acétylène

Fe 2 O 3 De fer De 5 mA a 10

mA

0,2 mm 248,3 nm Acétylène-protoxyde

d’azote

Cd De cadmium 3,5 mA 0,5 mm 228,8 nm Air-acétylène

F igure 16 : tableau représentant les conditions d’analyse des 6 éléments traces


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32

Chapitre V : Description de

l’

auto-analyseur

I. Principe :

Les ions ortho phosphoriques forment avec les ions vanadiques et molybdiques un

complexe phospho-vanado-molybdique jaune qui fait l’objet du dosage spectrophotométrique

au moyennant d’un auto analyseur.

II. Appareillage :

Cet appareil se compose de cinq éléments :

Un passeur : sert à aspirer les échantillons et les étalons.

Une pompe : sert à pomper les échantillons, les réactifs, l’eau ainsi que l’air via

des capillaires.

Cassette : c’est une partie du système analytique qui assure le conditionnement

de la réaction.

Détecteur : le détecteur est le système optique, système analytique qui assure le

conditionnement de la réaction.

D=log I° /I loi de béer Lambert

Avec

D : Densité optique

I0 : L’intensité d’onde d’entrée

I : L’intensité d’onde de sortie

L : Largeur cuvette (cm)

K : Le coefficient d’absorption de masse (cm2 .g-1)

C : Concentration de la solution à analyser (mol /L)

L’ordinateur : le système informatique a pour rôle la conversion des résultats

détectés en données digitales.


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33

F igure 17: courbe d’

étalonnage pour BPL

III. Principe de fonctionnement du système automatique :

Après le démarrage de l’appareil on laisse rincer le système à l’acide nitrique HNO3

pendant 15 min puis à l’eau distillée pendant 15min. Les étalons sont mis chacun dans sa

place désignée pour obtenir la courbe d’étalonnage, lorsque le coefficient de corrélation est

égal à 1 on démarre la série des échantillons à analyser. Par la suite, on serre la pompe et on

met un capillaire dans le réactif quelques minutes puis on règle la ligne de base à 0. Le

système vérifie la sensibilité du standard qui correspond à la grande concentration des étalons

préparés et il contenue le prélèvement des échantillons jusqu'à la fin d’analyse.

IV. Avantage de l’automatisation :

Les instruments automatiques sont tous désignés pour effectuer du contrôle de la qualité

et du contrôle de procédé. Ils permettent de minimiser les pertes occasionnées par une trop

grande lenteur à réagir à une perturbation, de diminuer les couts de travail et de donner une

meilleure reproductibilité.

V. Les objectifs d’utilisations du système :

Les objectifs pour lesquels on utilise ce genre de technique dans un laboratoire dans un

laboratoire sont : favoriser l’analyse d’un grand nombre d’échantillons, analyser

simultanément plusieurs composés d’une analyse, réduire la participation humaine pou éviter

les erreurs et réduire les coûts, diminuer la consommation et le coût des réactifs utilisés,

faciliter une technique ou une méthode analytique difficile.

VI. Maintenance :

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60 70 80

A

A


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34

Pour décontaminer le système on le rince pendant 15 min à l’aide d’une solution de

l’acide nitrique puis pendant 15 min à l’eau distillée. On procédé à ce rinçage une fois par

jour et pour éviter toute turbidité des réactifs on les filtres si nécessaire.


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35

Chapitre VI : calcule des incertitudes du BPL

I. Rappels statistiques

1. La loi normale

Cette loi occupe une masse privilégiée en calcul statistique

Soit X une variable continue, on définit X R

P(X) = (1 / 2 ) exp (-(X – m) 2 / 22)

Avec : m : est la valeur moyenne

: L’écart-type.

Pour : x = 0 p(x) = (1 / 2 ) exp (-m2 / 22)

x = p(x) = 0

x = m p(x) = 1 / 2

D’où : p(x)

X

m+3 m+2 m+ m m+ m+2 m+3

68%

95%

99.9%

Prob (m - x m + ) = Prob (-1 T 1) avec T = (x – m) /

= 2 * prob (0 T 1)


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36

Prob ( m - x m + ) = 2 * 0.3413 = 0.6826

1 - 68% (niveau de confiance)

Donc il y a la précision mais il n’y a pas de confiance.

Prob (m - 2 x m + 2 ) = 0.9544 0.95


Donc il y a la précision et la confiance.

Prob (m - 3 x m + 3 ) = 0.9974 0.99


Donc il n’y a pas de précision, mais plus de confiance.

Le risque d’erreur le plus utilisé dans l’industrie est =5% (normalement doit être

compris entre 0 et 10%).

II. La grandeur caractéristique

En statistique, il existe deux grandeurs pouvant caractériser une série de mesure :

La moyenne :(notée m) : est une grandeur caractérisant la position de la série de

mesure.

L’écart -type :(notée s ou) : est une grandeur caractérisant la dispersion des valeurs

d’une série de mesures autour de la moyenne (on se basant sur un échantillon de

taille n), il est donné par :

S

2

= (1/ (n-1)) *

III. Généralité sur les statistiques

a. Recherche des donnés suspectes et aberrantes

Afin de rechercher les valeurs suspectes et aberrantes dans une série statistique de

mesure, on procède comme suit :

Si la statistique du test est inférieure ou égale à sa valeur critique de 5%, la valeur

enregistrée est acceptée comme correcte.


37/60

37

Si la statistique du test est supérieure à sa valeur critique de 5% et inférieur ou

égale à 1%, la valeur enregistrée est dite suspecte et affectée d'un simple

astérisque, elle entre dans les calculs.

Si la statistique du test est supérieure à sa valeur critique de 1%, la valeurenregistrée est statistiquement aberrante et est signalée par un double astérisque.

Dans la pratique, la recherche de données aberrantes s'effectue selon l'ordre suivant:

Recherche dans la variance aberrante : Test de Cochran.

Recherche dans les moyennes aberrantes : test de Grubbs

Recherche dans les résultats aberrants : test de Grubbs.

b. Recherche d'une variance suspecte ou aberrante:

" Test de Cochran" :

Le test de Cochran permet d'identifier une ou des variances suspectes ou aberrantes dont

la valeur est exceptionnellement forte vis à vis des autres p variances (p : nombre de séries et

n : nombre de résultats d'essais de la série) dont le critère de test est :

Où(Smax

)

2

: Variance maximale parmi les p variances.

: La somme des variances des p séries.

La valeur C ainsi calculée est comparée à la valeur lue dans la table de Cochran pour la

probabilité considérée.

Si le facteur de C calculé est inférieur ou égal au facteur lu avec un risque de

5% alors la variance testée est considérée comme correcte.

Dans le cas contraire, la variance est dite suspecte ou aberrante selon le seuil

considéré ( = 5% ou 1%) et les valeurs de la série incriminée doivent être alors

testées.

Le test de Grubbs sera alors appliqué pour rechercher les "suspectes" ou " aberrantes ".

c. Recherche d'une moyenne suspecte ou aberrante:

C = (S

max

)

2

/

(

, n, p)


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38

| X

i

– X / Sxi

G

(

, p)

" Test de Grubbs" :

Ce test permet d'identifier une ou des séries suspectes ou aberrantes dont la moyenne est

exceptionnellement faible ou forte vis-à-vis des autres séries dont le critère de test est :

Où Xi : est la valeur moyenne de la série suspectée (moyenne max et/ou min).

X : est la moyenne calculée total des N valeurs (moyenne des moyennes).

S

xi :

est l'écart-type déterminé sur les p moyenne Xi.

La valeur G ainsi calculée est comparée à la valeur lue dans un tableau de Grubbs pour

la probabilité considérée.

Si le facteur de Grubbs calculée est inférieur ou égal au facteur lu dans la table

alors la moyenne testée est considéré e comme correcte au seuil de probabilité de

5%.

Dans le cas contraire, la moyenne est dite suspecte ou aberrante selon le seuil

considérée (5% ou1%) et les valeurs de la série incriminée doivent être alorstestées .Le test de Grubbs sur les résultats individuels sera alors appliqué pour

recherche les valeurs "suspectes" ou "aberrantes".

d. Recherche des valeurs suspectes ou aberrantes:

" Test de Grubbs" :

Ce test permet d'identifier un ou des résultats suspects ou aberrants dont la valeur est

exceptionnellement faible ou forte vis à vis des autres résultats d'essais de la série.

On applique également le test de Grubbs sur les valeurs Xijde la série incriminée:

OùX

ij

:

La valeur max ou min suspectée de la série incriminée.

X

i

: La moyenne de la série incriminée.

S i : L'écart-type déterminé sur les n valeurs de la série incriminée.

X

ij

– X

i

/ S

i

G

(

, p)


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39

Si le facteur de Grubbs calculé est inférieur ou égal au facteur lu dans la table alors les

résultats de la série incriminée sont homogènes, la série est alors, soit :

rejetée si elle est aberrante et est signalée par un double astérisque,

gardée dans le traitement est dite suspecte et affectée d'un simple astérisque.

Dans le cas contraire, la valeur est dite suspecte ou aberrante selon le seuil considérée

(5% ou1%) et la valeur sera alors rejetée.

IV. Procédure d'estimation des incertitudes des méthodes d’analyses

1. objectif

Cette procédure décrit la méthodologie d’estimation des incertitudes des méthodes

d’analyses des phosphates.

2. Domaine d’application

La procédure d’estimation de l’incertitude s’applique à toutes les méthodes d’analyses

réalisées aux laboratoires.

3. Responsabilité

Le responsable qualité.

Le responsable technique. Le correspondant qualité.

Le correspondant métrologie.

4. Généralité

a. Définitions

Mesurande : grandeur particulière soumise à un mesurage.

I ncerti tude (de mesure) : paramètre associé au résultat d’un mesurage, qui caractérise ladispersion des valeurs que l’on pourrait raisonnablement attribuer au mesura de.

I ncerti tude type (x i ) : incertitude du résultat xi d’une mesure exprimée sous forme d’un

écart-type.

I ncerti tude type composée c (y) : l’incertitude type composée du résultat y d’une mesure

lorsque l’on obtient le résultat à partir des valeurs de plusieurs autres grandeurs égale à la

racine carrée positive d’une somme de termes, les termes étant les variances ou les

covariances de ces autres grandeurs pondérées selon la façon dont varie le résultat de lamesure en fonction de ces grandeurs.


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40

I ncert i tude élargie : grandeur définissant un intervalle autour du résultat d’une mesure,

supposé comprendre une part importante de la distribution des valeurs qui pourraient

raisonnablement être attribuées au mesurande.

Facteur d’élargissement :

facteur numérique utilisé comme multiplicateur de l’incertitude

type composée dans le but d’obtenir une incertitude élargie.

Evaluation de type A :(de l’incertitude) : méthode d’évaluation de l’incertitude par

l’analyse statistique de séries d’observations.

Evaluation de type B : (de l’incertitude) : méthode d’évaluation de l’incertitude par des

moyens différents de l’analyse statistique de séries d’observations.

Erreur de f idélité: Etroitesse de l’accord entre résultats de mesures répétées

indépendantes

Er reur de justesse : Etroitesse de l’accord entre la valeur moyenne obtenue à partir de

série de résultats d’essais et une valeur de référence acceptée (étalon).

Mesurage direct : méthode de mesure dans laquelle la valeur d’une grandeur à mesurer

est obtenue directement par un instrument de mesure, ou un matériel d’essais ou

d’analyses.

Mesurage indir ect : méthode de mesure dans laquelle la valeur de la grandeur à mesurer

est déterminée directement à partir de la mesure de plusieurs paramètres.

Répétabil i té: Etroitesse de l’accord entre les résultats des mesurages successif du même

mesurande, mesurages effectués dans la totalité des mêmes conditions de mesure.

Reproductibi l i té: Etroitesse de l’accord entre les résultats des mesurages du même

mesurande, mesurages effectués en faisant varier les conditions de mesures.

Ecart-type de répétabi l i té: c’est un paramètre de la dispersion de la distribution des

résultats d’essais obtenus dans des conditions de répétabilité.

Ecar t-type de reproducti bi l i té: c’est un paramètre de la dispersion de la distribution des

résultats d’essais obtenus dans des conditions de reproductibilité.

Test de Cochran : Ce test permet d’identifier une ou des variances suspectes ou

aberrantes dont la valeur est exceptionnellement forte vis-à-vis des autres variances.

Test de Grubbs : Ce test permet de rechercher des séries et des résultats suspects ou

aberrants dont la moyenne et la valeur sont exceptionnellement faibles ou fortes vis-à-vis

des autres moyennes des séries et des autres résultats.

b. Termes statistiques :


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41

Moyenne ar ithmétique m: Valeur de la moyenne arithmétique d’un échantillon de n

résultat, m =n

1 *

n

i

i X

1

Ecart- type de l’échantillon S: Une estimation de l’écart-type de la population issue d’un

échantillon de n résultats.

S2 =

11

n *

2

1

m X n

i

i

Ecar t-type de la moyenne S x : l’écart-type de la moyenne m de n valeurs prises dans une

population est donné par: Sx

= S/√n. les termes « erreur type » et « erreur type de la

moyenne » ont aussi été employés pour décrire la même grandeur.

5. Terminologies des incertitudes

I ncerti tude de type A : Issu de l'analyse statique expérimentale se basant sur l’écart-type

de la répétabilité et de la reproductibilité: C'est une évaluation statistique qui correspond à

l'écart-type expérimentale.

I ncerti tude de type B : Toute autre cause d'erreur qui n'est pas de type A. Elle est reliée

aux incertitudes des instruments de mesures, des étalons de référence, des indicateurs…etc. C'est une évaluation qui n'est pas expérimentale et elle est estimée par une grandeur

ayant les caractéristiques d'un écart-type.

I ncerti tude composée : C'est l'incertitude qui prend en compte les deux types d'évaluation

des incertitudes-types (A ; B): Elle s'obtient différemment dans le cas d'un message direct

ou d'un message indirect.

I ncert i tude élargie : Laquelle est obtenue au moyen de la multiplication de l’incertitude

composé par le coefficient d’élargissement K :

6. Calcule d’incertitude liée aux méthodes d’analyses

a. METHODOLOGIE

U = K * Uc


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La méthodologie suivie est conforme aux recommandations de norme expérimentale

XP X 07-020 qui explicite la méthode générale de calcul de l’incertitude de mesure.

La méthode de calcul est composée des étapes suivantes :

1. Recensement des causes d’erreurs, dans le but est de déterminer toutes les sources

d’incertitudes et faire le bilan de ces incertitudes.

2. Détermination de la loi mathématique entre le mesurande et les sources

d’incertitudes (mesure directe ou indirect).

3. Classer les sources d’erreur en incertitudes type A ou type B et estimer les valeurs

de chacune des sources d’incertitude en termes de variance.

4. Combiner les variances entre elles par la loi mathématique pour obtenir

l’incertitude type ;(étape de calculs mathématiques).

5. Multiplier l’incertitude type par le facteur d’élargissement pour obtenir

l’incertitude élargie ;(conclusion des calculs

b. Recensement des causes d’erreurs

Ces erreurs proviennent de l’ensemble des manipulations de l’analyse dont 5 éléments

essentiels contribuent dans cette variation. On les désigne généralement par les « 5M », ces 5

causes fondamentales sont responsables de la dispersion. Les 5 M sont :

Matériel utilisé.

Main d’œuvre (opérateur).

Matériaux employés (Echantillon).

Méthode de mesure, d ‘essai, d’analyse.

Milieu ambiant.

Echantillon :

L’échantillon n ‘ayant ni masse précise, ni volume précis, l’erreur sur l’échantillon est

négligeable et ne sera pas en considération puisqu’elle ne va pas donner lieu a une masse ou

un volume avec précision.

Matériel :

Les matériels qui ont une incidence directe sur nos résultats sont : la balance, la fiole,l’auto-analyseur…etc.


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La méthode d’analyse, le milieu ambiant et le personnel :

Les erreurs dues à la méthode d’analyse, au milieu ambiant et au personnel seront mises

en évidence et estimées en répétant l’analyse sur un intervalle de temps important toute en

appliquant le même mode opératoire et en changeant les opérateurs.

Les conditions de répétabilité et de reproductibilité seront prises en considération pour le

calcul d’incertitudes lors du traitement statistique des résultats d’analyse dans les compagnes

de mesures (erreur de fidélité et erreur de justesse).

c. Evaluation des incertitudes-types

1. I ncer ti tude-type B

Cas d’incertitude- type due à l’utilisation d’un instrument étalonné :

On connaît alors la valeur de l’incertitude d’étalonnage donnée par K=2 (niveau de

confiance à 95%). De plus, cette incertitude est égal à Iét=K*UB avec UB équivalent à un

écart-type, d’où :

Cas d’incertitude- type due à l’utilisation d’un instrument vérifié :

Ou à la connaissance d’une erreur maximale tolérée (EMT) sur la mesure.

L’EMT représente le maximum d’erreur que l’on accepte, l’ensemble des valeurs (100%)

mesurées lors de l’essai ou avec un instrument vérifié appartient à l’intervalle [X-EMT ;

X+EMT] or 100% (99.7%) correspond à un intervalle de 3 écart-types, d’où :

De même, l’intervalle d’étendue de mesure correspond à 6 écarts-types d’où l’on peut

avoir

2. I ncer ti tude type A

U B = I étalonnage / K =I ét / 2

U B = EMT/3

U B = Etendue/6


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Les erreurs dues à la méthode d’analyse, au milieu ambiant et au personnel seront mises

en évidence et estimées en répétant l’analyse sur un intervalle de temps important tout en

appliquant le même mode opératoire et en changeant les opérateurs.

Les conditions de répétabilité et de reproductibilité seront prises en considération pour lecalcul d’incertitudes lors du traitement statistique des résultats d’analyse dans les compagnes

de mesures (erreur de fidélité et erreur de justesse).

L’incertitude caractérisant les erreurs de type A qu’on peut rencontrer lors de l’analyse

correspond à l’écart-type estimé à partir des résultats d’analyses obtenus dans des conditions

de reproductibilité :

Avec : SR

: Ecart-type de reprod

Documents

Projet de Fin D_Ã_tude