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PROJET APPLIQUÉ DE FIN D’ÉTUDES EN INGÉNIERIE DANS LE CADRE DU

PROGRAMME DE BACCALAURÉAT EN GÉNIE ÉLECTROMÉCANIQUE

Présenté par : Francis Drolet, étudiant 4e année, Génie Électromécanique

Josée Normand, étudiante 4e année, Génie Électromécanique

Superviseur(s) : Mohamad Saad, ing. jr., Ph.D., Professeur, UQAT

Représentant(s) industriel(s) : Réjean Dubé, ing. Directeur des Serres Coopératives de Guyenne

Le 02 avril 2009

PAFE : Projet d’étude de conception d’une station de nettoyage des boîtes de tomates

Francis Drolet Josée Normand

Session hiver 2009 i

Remerciements

Les auteurs de ce rapport tiennent à remercier leur superviseur à l’Université, soit le professeur

Mohamad Saad pour son soutien et ses conseils au cours de la réalisation de ce projet.

Nos remerciements vont également à M. Réjean Dubé, ing., représentant industriel et directeur

des Serres Coopératives de Guyenne, pour le temps qu’il nous a consacré ainsi que les droits

d’accès illimité au site.

À l’issu de ce cours-projet, nous adressons aussi nos remerciements à nos contacts pour leurs

apports direct au projet :

Mme Solange Bernier, responsable du personnel aux Serres Coopératives de Guyenne;

M. Richard Riopel, responsable de l’entretien aux Serres Coopératives de Guyenne;

M. Michel Poitras, propriétaire de l’Agence Michel Poitras enr.;

M. Pierre Lalonde, directeur des ventes chez Multipression LC;

M. François Brazeau, PLC Senneterre;

Mme Marianne Robin, représentante des ventes et M. Serge Perreault directeur des ventes

chez Sogitex;

M. Alain Bauer, représentant chez Hotsy division de Decastel;

M. Victor Dumont, représentant chez Technosub;

M. François Gélinas, contremaître de l’atelier de soudure chez Géliko inc.



Session hiver 2009 ii

Résumé

Les Serres Coopératives de Guyenne est l’une des entreprises de grande envergure dans son

secteur d’activité au Québec, ce qui en fait la fierté du village de Guyenne. En constante

évolution, elle vise essentiellement à améliorer ses méthodes de travail dans le but d’être

sécuritaire, compétitive et rentable. C’est dans cette même vision, qu’il nous a été confié le

mandat de faire une étude de conception d’une station de nettoyage des boîtes de tomates.

La tâche principale était de procéder à la conception complète d’un convoyeur et d’un habitacle

de nettoyage, en plus de faire la sélection des équipements connexes comme la pompe

d’alimentation. C’est à partir des principes de conception mécanique des équipements qu’il a

été possible de justifier chacun des équipements sélectionnés. Par la suite, une modélisation de

la station et une mise en plan ont été réalisées à l’aide du logiciel Solidworks.

Suite aux propositions soumises à l’entreprise, c’est en collaboration avec les responsables du

personnel et de l’entretien que le choix s’est arrêté sur une solution qui favorise uniquement

l’utilisation de jets d’eau sous-pression.

La solution finale propose une structure en acier inoxydable amovible, muni d’un convoyeur à

bandes, d’un système d’ajout de solution nettoyante et d’un groupe pompe-moteur pour garantir

la pression et le galonnage nécessaire au nettoyage des différents modèles de boîtes de

plastique.

Il n’est pas conseillé à l’entreprise de prendre une décision trop hâtive en ce qui a trait à la

construction de cette nouvelle station de nettoyage. Certains points peuvent être revalidés et

revérifiés afin de réduire les coûts de fabrication au minimum. Par la suite, des mécanismes

peuvent être mis en place pour faciliter l’ajustement de la station et d’autres pour faire des

économies d’eau et d’énergie substantielles. Finalement, cette station sera un ajout positif pour

l’entreprise et ses travailleurs, elle permettra la revalorisation de ce travail, tout en favorisant

une augmentation de la productivité.



Session hiver 2009 iii

Abstract

Les Serres Coopératives de Guyenne is an important business in its sector of activity in Québec

that makes it the pride of the Guyenne’s village. Constantly changing, it focuses on improving

its working methods in order to be safe, competitive and profitable. For the same objectives, we

have been mandated to realize a design study for a tomatoes boxes cleaning station.

The main objective was to proceed to the complete design a conveyor and a cleaning cabin in

addition to select related equipment such as a feeding pump. It was from the principles of

mechanical design that it was possible to justify selecting of different equipments and parts.

Therefore, a model of the station and associated plans were carried out using Solidworks

software.

Following the proposals submitted to the company, it’s in collaboration with the staff and the

maintenance responsibles that our choice stopped on a solution that favors only the use of water

jets under pressure.

The final solution provides removable stainless steel frame, equipped with a belts conveyor, a

system to add cleaning solution and a pump-motor unit to ensure the necessary pressure and

flow to clean the different models of plastic boxes.

It is not advised to the company to take a hasty decision in regard to the construction of this

new cleaning station. Some points may be revalidated and retested to reduce manufacturing

costs to a minimum. Thereafter, mechanisms can be put in place to facilitate adjustment of the

station to reduce substantially its water and energy consumption. Finally, this station will be a

positive addition for the company and its workers; it will allow the development of this work

and increase productivity.



Session hiver 2009 iv

Table des matières

Table des figures ............................................................................................... vii Liste des tableaux .............................................................................................. viii Introduction ................................................................................................. 1

CHAPITRE I

L’ENTREPRISE ET LA PROBLÉMATIQUE

1.1 Description de l’entreprise ............................................................................. 2 1.1.1. Un peu d’histoire ........................................................................................................ 4 1.1.2. Qu’est-ce qu’une coopérative? ................................................................................... 4

1.2 Description du procédé .................................................................................. 5 1.3 Informations générales relatives à la tomate ................................................. 8 1.4 Étude des besoins et mandat .......................................................................... 9

1.4.1. Situation actuelle ........................................................................................................ 9 1.4.2. Calcul de la quantité d’eau actuellement utilisé par année ...................................... 12 1.4.3. Analyse des besoins .................................................................................................. 13 1.4.4. Description du mandat .............................................................................................. 13

CHAPITRE II

LA RECHERCHE DE SOLUTIONS

2.1 Les contraintes générales ............................................................................. 14 2.2 Concepts de nettoyage pour des solutions préliminaires ............................. 15

2.2.1 Concept n° 1 : nettoyage par jet d’eau sous-pression ............................................... 15 2.2.2 Concept n° 2 : nettoyage par jet d’eau sous-pression et brosses .............................. 16 2.2.3 Concept n° 3 : nettoyage par ultrason ...................................................................... 16

2.3 Matrice de décision ...................................................................................... 18 2.4 Choix de la solution finale ........................................................................... 23

CHAPITRE III

DÉVELOPPEMENT ET CONCEPTION DE LA SOLUTION FINALE

3.1 Description générale de la solution finale ................................................... 24 3.2 Hypothèses de conception ............................................................................ 25 3.3 Description des essais .................................................................................. 26 3.4 Processus de conception de la station ......................................................... 29

3.4.1 Schématisation de la station ..................................................................................... 29



Session hiver 2009 v

3.4.2 La station de nettoyage détaillée .............................................................................. 30 3.4.3 Le convoyeur ............................................................................................................ 33

3.4.3.1 Généralités ...................................................................................................... 33 3.4.3.2 Théories spécifiques et calculs relatifs à la station ........................................ 34 3.4.3.3 Santé et sécurité relative aux équipements ..................................................... 37

3.4.4 Les buses basse et hautes pression ........................................................................... 37 3.4.4.1 Généralités sur les buses ................................................................................ 38 3.4.4.2 Dimensionnement des buses ........................................................................... 39 3.4.4.3 Santé et sécurité relative aux équipements ..................................................... 39

3.4.5 Le groupe d’approvisionnement en eau sous pression ............................................. 40 3.4.5.1 Généralités ...................................................................................................... 40 3.4.5.2 Dimensionnement des composantes ............................................................... 41 3.4.5.3 Santé et sécurité relative aux équipements ..................................................... 45

3.4.6 Le système automatique d’ajout de produit nettoyant .............................................. 46 3.4.6.1 Généralités ...................................................................................................... 46 3.4.6.2 Choix de la pompe doseuse ............................................................................. 47 3.4.6.3 Santé et sécurité relative aux équipements ..................................................... 48

3.4.7 Les composantes secondaires ................................................................................... 49 3.4.7.1 Capteurs de température ................................................................................ 49 3.4.7.2 Capteurs de position ....................................................................................... 49

CHAPITRE IV

ANALYSE ÉCONOMIQUE

4.1 Coûts annuels actuels ................................................................................... 50 4.1 L’impact de la mise en place de la station de nettoyage ............................. 51 4.2 Analyse de faisabilité du projet .................................................................... 52 4.3 Coût d’exploitation de la nouvelle station de nettoyage .............................. 54 Conclusion ............................................................................................... 55 Recommandations ............................................................................................... 57 Références ............................................................................................... 59



Session hiver 2009 vi

Liste des annexes

ANNEXE I L’entrepreneuriat collectif Pour des gens d’ici, par les gens d’ici ! ................................ 60 ANNEXE II Une coopérative, c’est quoi ? ................................................ 69 ANNEXE III SonicCell : Station de nettoyage par ultrason ...................... 75 ANNEXE IV Nettoyant dégraissant Enviro-technik ................................... 78 Fiches technique et signalétique ........................................... 78 ANNEXE V Plans de détails de la station ................................................ 82 ANNEXE VI Théorie relative aux moteurs électriques .............................. 93 ANNEXE VII Théorie relative aux pompes ............................................... 104 ANNEXE VIII Brûlure par l’eau chaude domestique ................................. 134 ANNEXE IX Détails des composantes du groupe moteur-pompe et données relatives aux pertes de charge .......................... 138 ANNEXE X Information technique sur les raccords rapides ................. 143 ANNEXE XI Pompe doseuse EnviroChem Modèles 918 et 919 .............. 157 ANNEXE XII Nettoyant dégraissant ALI-DHER FM-7

Fiches technique et signalétique ......................................... 162 ANNEXE XIII Théorie relative au capteur de température ....................... 167 ANNEXE XIV Théorie relative au capteur de position .............................. 169 ANNEXE XV Calcul de l’énergie pour le chauffage de l’eau ................... 180 ANNEXE XVI Augmentation des coûts annuels d’opération à prévoir ..... 183 ANNEXE XVII Détails des soumissions ....................................................... 186 ANNEXE XVIII Théorie et calculs relatifs à l’établissement de la VAN ...... 194 ANNEXE XIX Calcul de la consommation de produit nettoyant annuelle 204



Session hiver 2009 vii

Table des figures Figure 1.1: Photo aérienne du site des Serres coopératives de Guyenne ................ 3 Figure 1.2: Emplacement du site des Serres coopératives de Guyenne .................. 3 Figure 1.3 : Intérieur des serres ............................................................................... 6 Figure 1.4: Intérieur des serres (2) ........................................................................... 6 Figure 1.5: Installation des plants ............................................................................ 7 Figure 1.6: Variété de tomates cultivées : la rouge, la rose et la grappe ................. 8 Figure 1.7 : Boîtes de carton utilisées pour la livraison des tomates hors région ... 9 Figure 1.8 : Boîtes vertes utilisées pour la livraison des tomates en région .......... 10 Figure 1.9 : Boîtes grises utilisées pour la cueillette des tomates ......................... 10 Figure 1.10 : Boîtes bleues utilisées pour l’effeuillage des plants ........................ 10 Figure 1.11 : Bassins actuellement utilisés pour le nettoyage des différents types de boîtes ........................................................... 11 Figure 2.1 : Représentation schématique de la solution par jet d’eau sous-pression................................................................. 15 Figure 2.2 : Représentation schématique de la solution par jet d’eau sous-pression et brosses ................................................ 16 Figure 2.3 : Représentation schématique de la solution par ultrason .................... 17 Figure 3.1 : État des boîtes grises après un an d’utilisation dans les serres .......... 26 Figure 3.2 : Résultat du test #1 de nettoyage ......................................................... 27 Figure 3.3 : Résultat du test #3 de nettoyage ......................................................... 27 Figure 3.4 : Comparaison des résultats avec l’état original ................................... 28 Figure 3.5 : Vu de dessus du concept final ............................................................ 29 Figure 3.6 : Vue de face de la disposition des buses dans chacune des zones de nettoyage ................................................ 29 Figure 3.7 : Vue isométrique de la station de nettoyage ....................................... 30 Figure 3.8 : Vue de dessus de la station de nettoyage ........................................... 31 Figure 3.9 : Vue de côté de la station de nettoyage ............................................... 31 Figure 3.10 : Vue de dessus de la station de nettoyage ......................................... 31 Figure 3.11 : Dimension hors tout en position boîte verte .................................... 32 Figure 3.12 : Dimension hors tout en position boîte grise .................................... 32 Figure 3.13 : Dimension hors tout en positionboîte bleue .................................... 32 Figure 3.14 : Exemple d’un convoyeur à courroie ................................................ 34 Figure 3.15 : Convoyeur à double courroies de la station ..................................... 36 Figure 3.16 : Disposition des 10 buses dans chacune des sections ....................... 37 Figure 3.17 : Modèle type de buse de pulvérisation hydraulique.......................... 38



Session hiver 2009 viii

Figure 3.18 : Modèle type de double buse de pulvérisation de fluide ................... 38 Figure 3.19 : Unité d’approvisionnement en eau haute pression .......................... 42 Figure 3.20 : Modèles de pompe doseuse mécanique ........................................... 47

Liste des tableaux Tableau 1.1: Informations nutritionnelles ............................................................... 8

Tableau 2.1: Résumé des avantages et inconvénients ........................................... 17 Tableau 2.2: Définition des attributs et critères d'évaluation des solutions primaires ..................................................................... 19 Tableau 2.3: Matrice de décision par attributs pour le choix de la solution finale .................................................... 20 Tableau 2.4: Matrice de décision comparative pour le choix de la solution finale .................................................... 22 Tableau 3.1: Résultats des tests de nettoyage à 1200psi ....................................... 27 Tableau 4.1: Coûts annuels pour le nettoyage des boîtes de plastique .................. 51 Tableau 4.2: Résumé des soumissions pour la fabrication et l’installation de la station de nettoyage ........................................ 52



Session hiver 20091

Introduction

Dans le cadre du baccalauréat en génie électromécanique, nous avons à travailler à deux

reprises avec des entreprises de la région, afin de les aider à résoudre une problématique

particulière. Celle-ci peut être de plusieurs types, par exemple, la mise sur pied de nouvelles

méthodes de travail, la conception d’un nouvel équipement, l’amélioration continue d’un

procédé, etc. Pour terminer, chaque étudiant doit, dans la partie cours du cours projet, acquérir

de nouvelles connaissances théoriques en lien direct ou indirect avec le projet.

Ce présent projet appliqué de fin d’études est en collaboration avec Les Serres Coopératives de

Guyenne. L’une de ses premières préoccupations est d’assurer la rentabilité de la coopérative

afin de pouvoir offrir année après année du travail à plus de 350 employés en période estivale.

Pour ce faire, elle investit massivement en temps et en argent dans la recherche de solutions

pour améliorer les conditions de travail et optimiser sa production.

Aujourd’hui, la coopérative a diversifié ses produits pour lui permettre d’être compétitive sur le

marché provincial, entre autres en ce qui a trait aux tomates et aux arbres destinés au

reboisement. L’entreprise produit aussi des fleurs qui sont distribuées uniquement dans la

région de l’Abitibi-Témiscamingue.

Finalement, c’est dans un souci d’amélioration continue des méthodes de travail et de la

productivité, la mécanisation du processus de nettoyage des boîtes de tomates est le mandat

spécifique de ce projet. Le travail sera donc divisé en quatre chapitres qui permettent de

présenter un portrait de l’entreprise et la problématique, le processus de recherche de concepts

préliminaires, le développement de la solution finale et l’analyse économique de la mise en

place de cette dernière.



Session hiver 20092

CHAPITRE I : L’ENTREPRISE ET LA PROBLÉMATIQUE

Ce chapitre a pour but de présenter l’évolution de l’entreprise avec les faits marquants qui ont

influencé son développement au cours des années. Par la suite, une description des besoins de

l’entreprise et un résumé de la problématique sont exposés.

1.1 Description de l’entreprise

C’est en 1980 que les Serres coopératives de Guyenne ont été créées, et ce, grâce à l'initiative

de deux jeunes biologistes, les frères Pierre et Jean Martineau, dont l'un était un résident de

Guyenne. Aujourd’hui, la réputation des Serres de Guyenne (figure 1.1) dépasse largement les

frontières de la région de l’Abitibi-Témiscamingue. Situé à 50 km au nord de la ville d’Amos

(figure 1.2), le défi est de taille lorsque l’on parle d’exploiter une entreprise de cette nature à cet

endroit.

Bien qu'à l'origine elle fût connue pour ses plants d'épinettes noires et ses pins gris, c'est

maintenant avec ses tomates de première qualité que l’entreprise est principalement connue. En

effet, les tomates cultivées en serre sont devenues, depuis quelques années, le petit joyau de

cette entreprise. En plus de leurs fameuses tomates, les Serres coopératives de Guyenne

produisent également des fleurs annuelles tout en continuant bien sur sa production d’arbres de

reboisement. En effet, cette coopérative possède l’une des cinq plus grandes superficies de

production « serricoles » (en serre) au Québec, avec sa production de 33 millions d’arbres de

reforestation, ses 900 000 kg (2 000 000 lbs) de tomates et ses magnifiques fleurs annuelles.

Entre autres, sa production s’étend sur plus de cinq hectares de serres, dont deux hectares sont

réservés pour les tomates, représentant 55 000 plants. Finalement, son nombre d’employés varie

au rythme des saisons, passant d’une quarantaine de personnes en période hivernale à plus de

350 en période de récolte.



Session hiver 20093

Figure 1.1: Photo aérienne du site des Serres coopératives de Guyenne

Figure 1.2: Emplacement du site des Serres coopératives de Guyenne

Serres coopératives de Guyenne



Session hiver 20094

1.1.1. Un peu d’histoire

Voici un extrait d’un texte qui décrit extrêmement bien l’historique des Serres de Guyenne, tiré

d’une brochure intitulée : « L’entrepreneuriat collectif, pour les gens d’ici, par les gens d’ici »

mis sur pied en 2003. Voir l’annexe I pour consulter le texte intégral.

…après un incendie qui a ravagé le moulin qui donnait du travail à une

grande partie de la population, la ville vivait un réel déclin. Les

citoyens ont enrayé cette hémorragie en créant Les Serres coopératives

de Guyenne…

Il est intéressent de constater la fouge et le courage que font preuve certaines personnes

déployant énergie et imagination pour faire battre avec fierté le cœur de leur communauté.

1.1.2. Qu’est-ce qu’une coopérative?

Dans le but de bien comprendre les activités et les préoccupations de l’entreprise, il est

intéressent de comprendre la structure de celle-ci. En effet, comme son nom l’indique, il s’agit

d’une coopérative, ce qui implique des caractéristiques de gestion particulières.

Selon le site du Développement économique, Innovation et Exportation du gouvernement du

Québec, une coopérative est une personne morale regroupant des personnes ou des sociétés qui

ont des besoins économiques, sociaux ou culturels et qui, en vue de les satisfaire, s'associent

pour exploiter une entreprise conformément aux règles d'action coopérative.

Une coopérative est constituée en vertu d'une loi précise, la Loi sur les coopératives. Le pouvoir

y est exercé de façon démocratique par les membres, soit un membre, un vote. Comme la

compagnie, la coopérative est une personne morale distincte de ses membres et la responsabilité

de chacun des membres y est limitée à la valeur des parts souscrites. Toutefois, elle se distingue

des autres entreprises par le mode de répartition de ses excédents. Ceux-ci sont remis aux

membres sous forme de ristournes, selon l'utilisation de chacun des services de la coopérative

(Annexe II). [1]



Session hiver 20095

1.2 Description du procédé

Les Serres coopératives de Guyenne produisent annuellement 907 186 kg (2 000 000 lbs) de

tomates, cette production vise les variétés telles que la rouge, la rose et en grappe, à raison du

tiers de la production par variété. Il est un peu difficile de faire une description d’un procédé

qui consiste en fait à de l’agriculture en milieu contrôlé. Il est cependant très intéressant de

constater que la technologie est omniprésente dans cette entreprise. En effet, l’arrosage et la

fertilisation des plants sont entièrement automatisés et contrôlés selon les besoins de la plante

selon les différents stades de son développement. Par la suite, en ce qui a trait à la cueillette des

tomates, celle-ci se fait manuellement, toutefois le lavage et le triage sont faits à l’aide de

plusieurs équipements automatisés. Ce qui augmente la vitesse et la qualité du travail.

Pour ce qui est de l’organisation des serres, les plants sont alignés en rangées à raison d’un

plant, tous les 30 cm (1 pi). La distance entre les rangées est d’environ 2 m (6 pi) pour

permettre au personnel de circuler librement entre les rangées. De plus, les tuyaux d’eau chaude

servant à chauffer les serres sont installés au centre des allées et par la même occasion, elles

servent de railles pour le transport du chariot sur lequel on retrouve le bac de cueillette et sur

lequel le cueilleur prend aussi place. Cette position est plus ergonomique pour le cueilleur et

élimine le transport des boîtes sur de longues distances. En effet, le poids des tomates de ces

boîtes peut facilement atteindre 13,6 kg (30 lbs), alors le transport d’une boîte ne cause pas de

problème en soi, c’est plutôt les mouvements répétés, dans le temps, qui augmentent les risques

d’accidents ou de blessures. Ainsi, l’intérieur des serres est organisé de manière à avoir une

allée centrale (figure 1.3) où de part et d’autre on retrouve les rangées de plants (figure 1.4)

avec les tuyaux servant de rails que l’on retrouve entre les rangées expliquées précédemment.



Session hiver 20096

Figure 1.3 : Intérieur des serres

Figure 1.4: Intérieur des serres (2)

Le plancher d’une serre est généralement en béton. Pour être en mesure d’y faire pousser des

plantes, il est nécessaire d’utiliser des sacs de terreaux dans lequel on y place directement les

racines des plants. Par la suite, les plants de tomates sont soutenus à la verticale par des

cordages, à mesure que le plant grandit, on parle d’une longueur atteignant aux alentours 12 m



Session hiver 20097

(40 pi), la tête du plant est déplacée vers la droite ou la gauche dépendant de l’emplacement de

celui-ci dans la rangée. Cette méthode permet donc d’avoir des plants toujours à la même

hauteur pour les travailleurs, soit environ 2 m (6 pi), il est important de mentionner aussi que

seules les feuilles du sommet du plant sont conservées. Finalement, les tiges finissent par courir

à l'horizontale au dessus des sacs de terreau (figure 1.5).

Figure 1.5: Installation des plants

La vie utile d’un plant de tomate est d’une année seulement. Généralement vers le mois de

décembre, les plants sont coupés et détruits, le complexe des serres est complètement nettoyé.

Ce processus est nécessaire pour éviter la contamination des nouveaux plants par des bactéries

ou des parasites en provenance des plants de l’année précédente et qui pourrait causer la perte

des jeunes plants. Cette perte serait néfaste pour l’entreprise. Donc dès le mois de janvier, le

nouveau terreau est installé avec les jeunes plants d’environ 30 cm (12 po) de hauteur,

l’ensemble des systèmes de fertilisation et d’arrosage est réinstallé pour la nouvelle saison.

Lorsque les fleurs commencent à apparaître, deux ruches de bourdons sont introduites dans la

serre, les bourdons pollinisent alors l’ensemble des plants, ce qui est essentiel à la production de

tomates. Les premières tomates sont généralement cueillies vers la fin du mois de mars.



Session hiver 20098

1.3 Informations générales relatives à la tomate

Même si d’un point de vue botanique la tomate est un fruit, elle est apprêtée et considérée

comme un légume. Selon les espèces, les tomates sont de formes et de tailles différentes

(tomate cerise, italienne, commune, etc.). De plus, leur couleur peut varier selon la variété,

allant du vert au rouge, en passant par le jaune et l’orange. Bien qu’il s’agisse d’un aliment

délicieux au départ, il reste qu’il est de choix puisque selon certaines études la tomate pourrait

contribuer à la prévention des maladies cardiovasculaires et de certains cancers, notamment

celui de la prostate. Par la suite, elle est une bonne source de vitamine C, le tableau suivant

montre les informations nutritionnelles pour une tomate rouge moyenne, ce qui permet d’avoir

une idée des qualités de ce fruit [2].

Tableau 1.1: Informations nutritionnelles Poids/volume Tomate rouge moyenne, mûre, 123 g, diamètre de 6,6 cm

Calories 22

Protéines 1,1 g

Glucides 4,8 g

Lipides 0,3 g

Fibres alimentaires 1,5 g

Comme mentionné précédemment, les trois variétés de tomates cultivées à Guyenne sont les

suivantes : la rouge, la rose et la grappe (figure 1.6).

Figure 1.6: Variété de tomates cultivées : la rouge, la rose et la grappe



Session hiver 20099

1.4 Étude des besoins et mandat

Il est important avant de penser à des solutions de bien comprendre les besoins du client et le

mandat qui est donné. Cette section fait donc le portrait de la situation actuelle, des besoins du

client face à la problématique et du mandat à réaliser dans le cadre de ce projet.

1.4.1. Situation actuelle

Présentement, les tomates distribuées à l’extérieur de la région sont transportées dans des boîtes

de carton (figure 1.7). Par contre, dans un souci d’économie et d’environnement, les tomates

distribuées dans les limites de la région de l’Abitibi-Témiscamingue sont transportées dans des

boîtes de plastique vertes, dont la capacité est de 6,8 kg (15 lbs) (figure 1.8). Ces boîtes sont

récupérées par les grossistes en alimentation lors des livraisons journalières et retournées aux

Serres pour être réutilisées. Leur durée de vie moyenne est de dix ans.

Figure 1.7 : Boîtes de carton utilisées pour la livraison des tomates hors région

Toutefois, il est important de mentionner que lors de leur cueillette les tomates ne sont pas

mises directement dans les boîtes vertes de livraison. Elles sont plutôt mises dans des boîtes

grises dédiées à la cueillette (figure 1.9). Ces boîtes sont plus grosses et solides que les vertes,

donc permettent le transport d’une plus grande quantité de tomate à la fois, soit environ 13,6 kg

(30 lbs). C’est donc à l’étape du nettoyage et du triage que les tomates sont placées dans les

boîtes vertes en vue de l’expédition. À noter qu’un séparateur en plastique jetable est mis à

l’intérieur des boîtes vertes afin de séparer les tomates et éviter qu’elles entrent en contact



Session hiver 200910

durant le transport. Il est important aussi de mentionner que l’entreprise utilise un troisième

caisson de plastique pour ses opérations. Cette boîte de plastique bleu d’environ 70 litres sert

principalement à l’effeuillage des plants de tomates (figure 1.10).

Figure 1.8 : Boîtes vertes utilisées pour la livraison des tomates en région

Figure 1.9 : Boîtes grises utilisées pour la cueillette des tomates

Figure 1.10 : Boîtes bleues utilisées pour l’effeuillage des plants




Toutes ces boîtes sont présentement lavées à la main dans deux grands bassins remplis d’eau

avec des produits de nettoyage domestique, tels que de l’eau de javel, du « M. Net », du

« Hertel » et du « Comet » en fonction du niveau de saleté des boîtes et de la personne affectée

à la tâche (figure 1.11). Par la suite, les travailleurs utilisent différents types de brosses et

lingettes récurrentes pour déloger les saletés. Pour aider à la tâche une période de trempage est

souvent nécessaire, entre autres lorsque l’on parle des boîtes grises. Il s’agit d’un travail

fastidieux impliquant généralement deux à trois personnes. Pour ce qui est des boîtes vertes,

elles sont nettoyées avant chaque utilisation, soit une fois par semaine. Cependant, les boîtes

grises et bleues sont généralement lavées une fois par année pendant la période morte

(décembre-mars). Aujourd’hui, il y a environ 15 000 boîtes vertes en circulation et de ce

nombre environ 1 000 doivent être lavées chaque semaine. Le nombre de boîtes grises et bleues

en réserve est d’environ 600 et 700 respectivement.

Figure 1.11 : Bassins actuellement utilisés pour le nettoyage des différents types de boîtes




1.4.2. Calcul de la quantité d’eau actuellement utilisé par année

Pour le nettoyage des boîtes vertes, on utilise présentement environ 2200 L (~600 gal. US)

d’eau chaude à environ 80°C (176°F) par semaine.

Le calcul du volume du bassin est :

(1.1)

Où

40 48 351

35.311

17281000

1 1101

Les bassins sont remplis à environ la moitié de leur capacité et l’eau est changée au moins une

fois durant le quart de travail. D’où la quantité d’eau utilisée :

1101 2 50% é 2 2202

Ce qui permet de calculer la quantité annuelle d’eau utilisée pour le nettoyage des boîtes vertes.

2202 34 é 74 868 / é

La même quantité d’eau calculée précédemment pour un quart de travail (2202L) permet de

calculer la quantité d’eau annuelle utilisée pour le nettoyage des boîtes grises, soit :

2202 10 é 22 020 / é




Il est intéressant de rappeler que ces boîtes bleues sont lavées une fois par année, alors la

quantité annuelle d’eau utilisée pour le nettoyage de ces boîtes est :

2202 2 é 4 404 / é

Au total pour laver les boîtes de plastique, l’entreprise utilise approximativement 101 292 litres

d’eau par année.

1.4.3. Analyse des besoins

Le besoin de l’entreprise est donc de développer un système automatisé pour le nettoyage de

ces boîtes afin d’optimiser l’utilisation des ressources. Le mécanisme à mettre en place doit être

plus ou du moins aussi efficace qu’actuellement. Tout en diminuant le plus possible l’action

humaine, le mécanisme doit être le plus compact possible de façon à être déplaçable. Bien que

l’entreprise n’ait fixé aucune contrainte de coûts, le système développé devra être de préférence

rentable à court ou à moyen terme. Le mécanisme devra être en mesure de nettoyer les trois

types de boîtes. Les vertes étant nettoyés au rythme d’environ 1000 boîtes par semaine, tandis

que les grises et les bleues n’étant nettoyées qu’une seule fois par année. Enfin, le tout sera

développé sans perdre de vue les objectifs de productivité de l’entreprise espérant augmenter sa

production passant de 907 186 kg (2 000 000 lbs) à 1 088 623 kg (2 500 000 lbs) de tomates

produites par année d’ici les cinq prochaines années.

1.4.4. Description du mandat

Dans le cadre de ce projet appliqué de fin d’études et en vertu des attentes du client, le mandat

est décrit de la façon suivante : faire une étude de conception et fournir les dessins de détail

d’une station de nettoyage pour des boîtes de tomates, avec une analyse de rentabilité de mise

en place du système.

En effet, l’entreprise désire augmenter la productivité tout en réduisant le personnel affecté à la

tâche de nettoyage des boîtes. Cette station doit donc être à la fois rapide, efficace et amovible.




CHAPITRE II : LA RECHERCHE DE SOLUTIONS

Ce chapitre résume l’ensemble des étapes traversées pendant le processus de recherche de

solutions dans le but de faire ressortir un concept final viable pour le client.

2.1 Les contraintes générales

Ces contraintes doivent être prises en compte lors de la conception afin de répondre aux normes

de l’industrie et de l’environnement de travail à l’entreprise.

En raison de l’espace disponible, la station doit avoir une largeur maximale de 2 m (6

pi);

Le produit nettoyant proposé doit être biodégradable, non toxique, autorisé dans

l’industrie alimentaire et bien sûr abordable;

Les matériaux utilisés doivent résister à la corrosion en raison du travail direct avec de

l’eau;

Si la station utilise un circuit hydraulique, il est important que l’huile utilisée soit

d’origine végétale et non d’origine minérale, puisqu’il s’agit d’une industrie œuvrant

dans le domaine alimentaire.




2.2 Concepts de nettoyage pour des solutions préliminaires

Les solutions préliminaires suivantes sont facilement réalisables en fonction des besoins et

demandes du client. En effet, c’est en vertu de tous les principes de nettoyage connus, comme

l’eau, l’air, le sable, les produits chimiques, les ultrasons, les moyens mécaniques, etc., qu’il a

été possible de trouver trois solutions les plus susceptibles de satisfaire le client. Les sections

2.2.1 à 2.2.3 dressent un portrait général de chaque concept alors que le tableau 2.1 fait état de

leurs avantages et inconvénients.

2.2.1 Concept n° 1 : nettoyage par jet d’eau sous-pression

Ce concept est basé sur le principe d’utilisation de jets d’eau compressés propulsés à grande

vitesse afin de déloger les saletés. Ces jets d’eau sous-pression peuvent s’accompagner de

savon afin d’augmenter l’efficacité du traitement. On peut facilement imaginer l’implantation

de ce type de système automatisé en utilisant un convoyeur pour transporter les bacs de

plastiques, qui les entraîne à l’intérieur d’un habitacle dans lequel on retrouve les jets d’eau et

le savon (figure 2.1).

Figure 2.1 : Représentation schématique de la solution par jet d’eau sous-pression




2.2.2 Concept n° 2 : nettoyage par jet d’eau sous-pression et brosses

En suivant le même principe que le concept décrit au point 2.2.1, on ajoute un système de

brosses rotatives. Ces brosses, comme celles utilisées présentement, ont pour principal objectif

de déloger tout résidu résistant aux jets d’eau. Ces brosses permettent aussi de réduire la

pression des jets d’eau du premier concept, ce qui réduit donc à la source la consommation

d’eau (figure 2.2).

Figure 2.2 : Représentation schématique de la solution par jet d’eau sous-pression et brosses

2.2.3 Concept n° 3 : nettoyage par ultrason

Ce concept est basé sur la technologie des ultrasons utilisés pour le nettoyage des tamis dans les

laboratoires miniers. Elle consiste en fait à plonger la boîte dans un bassin d’eau et de savon

dans lequel on envoie des ultrasons. Ces derniers auront pour effet de faire vibrer le caisson et

de décoller les résidus sur les parois. Les résidus se retrouvent dans le fond du bassin. Cette

technologie est très efficace avec les tamis, puisqu’en faisant vibrer la toile du tamis, cela a

pour effet de déloger les grains pris entre les fils de la toile. Toutefois, c’est par extrapolation

qu’on suppose qu’il est possible d’utiliser ce principe pour le nettoyage des boîtes de tomates.

Voir annexe III pour mieux comprendre le concept de nettoyage par ultrason.




Figure 2.3 : Représentation schématique de la solution par ultrason

Le tableau 2.1 permet de faire un portrait général des avantages et inconvénients de chacune

des concepts proposés. On constate qu’il n’est pas possible pour le moment d’identifier la

solution la plus avantageuse pour le client. Chacune de ces solutions présentent des avantages et

des inconvénients qu’il est possible de mettre en valeur ou de réduire l’impact selon le cas.

Tableau 2.1: Résumé des avantages et inconvénients

Concept Avantage(s) Inconvénient(s)

Concept #1 Jets d’eau

Simple Demande peu entretien Peu coûteux Rapide

Utilise beaucoup d’eau Risque de laisser des résidus non délogés

par les jets d’eau

Concept #2 Jets d’eau et brosses

Utilise peu d’eau Efficace pour tout type de saletés

Demande de la maintenance Pièces sujets à l’usure (brosses) Exige de la précision dans les

mouvements des brosses

Concept #3 Ultrason

Simple Utilise peu d’eau Nécessite peu d’équipement

Coûteux Lent Aucune idée de l’efficacité




2.3 Matrice de décision

L’utilisation d’une matrice de décision aide à faire ressortir les solutions, ou les concepts dans

notre cas, ayant le plus de potentiel à répondre aux mandats à réaliser. Ainsi, toutes les autres

solutions ayant des défauts majeurs ou ne répondant pas suffisamment aux exigences sont

éliminées. Cet effet d’entonnoir est en quelque sorte une sélection naturelle ou logique des

conceptions primaires. L’analyse qui suit, le tableau de la matrice de décision, est utile afin de

faire ressortir les points forts et faibles des solutions primaires proposées. De plus, il est

expliqué (dans certain cas) sur quoi est basée l’évaluation des attributs.

La définition de chacun des attributs avec le critère d’évaluation se trouve dans le tableau 2.2.

La distribution de la pondération de chacun des attributs des matrices ne doit pas être faite à la

légère. Les étapes d’évaluation sont les suivantes.

La somme de la pondération est de 100%;

Une pondération moyenne est de 7%, par la suite selon l’importance

relative elle est ajustée pour refléter la réalité;

Les attributs de facilité de conception et facilité d’utilisation ont été

séparés et évalués de façon différente. Pour certain projet il est facile de les

combiner en un seul attribut, mais ici en raison de la nature du projet, une

conception complexe peut être facilement utilisable par les travailleurs et

vice versa;

Les priorités de l’entreprise ont été fortement prises en compte et

représente les pourcentages (%) les plus élevés.




Tableau 2.2: Définition des attributs et critères d'évaluation des solutions primaires

Attribut Objectif 1 2 3 4 5

Compacité ↑

En raison de l'espace disponible dans le milieu de travail la station doit être le

plus compacte possible.

Gigantesque, Encombrant

Mécanisme d'une dimension

majeure

Mécanisme d'une dimension

moyenne

Mécanisme de petite dimension

Mécanisme ultra compact

Temps d'opération ↑

La vitesse d'exécution doit être assez rapide puisque

l'entreprise désire procéder au nettoyage des boîtes une fois par semaine (± 1000 boîtes)

>5 min 1 à 2 min 30 sec à 1 min 10 à 30 sec < 10 sec

Mobilité ↑

La station doit être déplaçable, puisque le nettoyage se fera

une fois par semaine. Le reste du temps, la station sera

remisée pour libérer l'espace de travail

Pas mobile Difficilement mobile Peu mobile Assez mobile Parfaitement

mobile

Simplicité de la

conception ↑

Une conception simple à la base est recherchée, évaluation du nombre de pièces

Très complexe Complexe Moyennement complexe Standard Simple

Durabilité ↑

Il est essentiel que la station soit robuste puisque la plupart

des entretiens et des réparations sont faits par le

personnel

Fragile Plus ou moins fragile Normal Assez robuste Robuste

Niveau de bruit ↓

Un niveau de bruit raisonnable, selon les normes,

est recherché. dB générés Bruyante Plus bruyante

que la normale

Selon les normes en

vigueur

Moins bruyante que la normale Peu bruyante

Efficacité ↑

Étroitement relié avec la vitesse d'exécution on vise une

efficacité à plus de 95% du nettoyage des boîtes après le

premier passage

Faible Moyennement faible Moyen Moyennement

élevé Élevé

Polyvalente ↑

La station de nettoyage doit être en mesure de nettoyer les 2 modèles de boîtes présentes

à l'entreprise

S'adapte mal aux 2 types de

boîtes

S'adapte peu aux boîtes

vertes, mais pas aux boîtes grises

S'adapte parfaitement aux boîtes

vertes, mais pas aux boîtes grises

S'adapte parfaitement aux boîtes

vertes, mais peu aux boîtes grises

S'adapte parfaitement

aux deux types de boîtes

Simplicité d’utilisation ↑

Sans chercher à avoir une opération 100% autonome, on cherche à faire un procédé le

plus simple à utiliser

Mécanisme complexe

demandant une main d’œuvre

spécialisée

Mécanisme assez complexe demandant un

travailleur avec la formation

Mécanisme relativement

simple demandant un

travailleur avec la formation

Mécanisme simple

demandant la présence d’un

travailleur

Mécanisme 100% autonome

Esthétique ↑ Pas trop laid s.v.p.!! Une esthétique peu soignée mine la crédibilité d’un mécanisme

Très laid Laid Moyen Beau Esthétique soignée

Coût de fabrication ↓

En raison de la nature même de l'entreprise, un coût de

fabrication minimal doit être visé

>25 000$ 20 000 à 25 000$

10 000 à 20 000$

5 000 à 10 000$ <5 000$

Sécurité ↑

Le mécanisme doit respecter l'ensemble des règles de sécurité en place dans l'entreprise. Évaluation des mouvements par rapport au risque pour les travailleurs

Très risqué Risqué Moyennement risqué Peu risqué Aucun risque

possible

Facilité d’entretien ↓

Un faible taux de maintenance est préconisé pour éviter les

pertes de production et réduire les coûts à la source

Demande beaucoup d'entretien

Demande de l'entretien plus que la normale

Demande un entretien

régulier et standard

Demande peu d'entretien

Pratiquement aucun entretien




En raison du nombre de concepts de nettoyage retenus, peu élevé, deux types de matrices de

décision ont été utilisées afin de s’assurer que la solution finale reflète le plus fidèlement

possible les attentes du client. La première matrice de décision (tableau 2.3) permet d’évaluer

chaque concept indépendamment les uns des autres selon la liste des attributs, alors que la

deuxième matrice de décision (tableau 2.4) compare, selon la même liste d’attributs, les

concepts les uns aux autres. Cette façon permet de tirer des conclusions intéressantes pour la

validation du choix final.

Tableau 2.3: Matrice de décision par attributs pour le choix de la solution finale




On constate que c’est le concept n° 1 qui obtient le meilleur résultat, par contre il est intéressant

de faire l’analyse de l’ensemble des résultats obtenus. Bien que le concept n° 1 obtienne la

meilleure cote, il reste que les concepts nº 2 et nº 3 performent bien en général. L’attribut le

plus important pour l’entreprise est la mobilité de la station. En effet, en raison de l’espace de

travail restreint et le fait que cet équipement sera utilisé une fois par semaine, il est essentiel de

pouvoir la remiser entre deux utilisations. À ce chapitre, chacune des solutions performe bien,

seule le concept nº 3 obtient une cote inférieure en raison de la grosseur du bassin pour être en

mesure de répondre à la demande de 1000 boîtes par semaine.

Les attributs obtenant le plus d’écart entre les solutions sont le temps d’opération et l’efficacité.

En effet, pour des technologies plus connues comme les jets d’eau et les brosses, il est facile

d’estimer leur rendement en s’appuyant sur des équipements connus utilisant déjà ce type de

technologie, par exemple les lave-vaisselles ou les lave-autos. Alors que pour les technologies

plus spécialisées, il n’est pas évident d’estimer leur rendement pour des tâches pour lesquelles

elles n’ont pas été conçues au départ. En effet, le nettoyage par ultrason est surtout utilisé dans

les laboratoires minéralurgiques pour le nettoyage des tamis. Comme il est impossible de

prévoir la qualité du nettoyage par ultrason, le concept nº 3 a obtenu la cote la plus basse pour

chacun de ces attributs.

Gardant en mémoire que l’entreprise est une coopérative et que l’entretien et la réparation sont

faits le plus souvent possible par le personnel d’entretien, il est normal d’obtenir un résultat

plus élevé pour le concept basé uniquement sur les jets d’eau. La mécanique est plus simple et

robuste et les résultats espérés sont plus facilement atteignables.

La matrice comparative de la page suivante permettra de tirer d’autres conclusions qui

renforceront le choix de la solution finale.




Tableau 2.4: Matrice de décision comparative pour le choix de la solution finale

Comparer les concepts les unes aux autres permet, en fonction des attributs, de mettre en

évidence la solution présentant les meilleurs avantages pour le client. On constate que les écarts

sont plus marqués entre les solutions. On retrouve toujours au premier rang le concept n° 1,

malgré qu’il ne s’agisse pas du concept obtenant le plus de « 3 » dans la matrice. C’est le

concept nº 3 qui obtient le plus souvent la cote supérieure, quand on parle de simplicité de

conception, de durabilité, de niveau de bruit, etc., mais ces attributs sont d’importance

secondaire. Lorsque l’on regarde les attributs prioritaires comme la compacité, le temps

d’opération, les coûts de fabrication et l’entretien, il obtient la pire cote.

Le plus bas rendement revient par contre du concept n° 2. L’ajout de brosse aux systèmes

augmente considérablement les coûts de fabrication et l’entretien, en raison des nombreuses




pièces en mouvement. Par rapport aux autres concepts, les brosses réduisent considérablement,

la simplicité de conception et d’utilisation, demandant beaucoup plus d’ajustement et de

manipulation.

Les résultats de la première matrice de décision sont confirmés par la seconde, c’est donc dans

cette optique que les trois concepts ont été présentés à l’entreprise lors de la seconde visite.

2.4 Choix de la solution finale

À la suite de la seconde visite, avec la présentation des trois concepts et la validation des

demandes originales de l’entreprise, c’est le concept nº 1, soit une station de nettoyage à jets

d’eau, qui est choisie pour le développement de la solution finale.

Celle-ci présente de nombreux avantages qui répondent aux besoins de l’entreprise, comme

aucune pièce mobile et avec une mécanique simple, ce qui réduit l’entretien et les risques de

bris au minimum.

C’est dans le chapitre suivant que les étapes de développement et de conception de la solution

finale seront détaillées. Chacune des étapes sera expliquée et appuyée par la théorie relative aux

concepts étudiés.




CHAPITRE III : DÉVELOPPEMENT ET CONCEPTION DE

LA SOLUTION FINALE

Ce chapitre fait état du processus concernant la conception des différentes composantes de la

station de nettoyage. En plus de la description générale de la solution finale, on retrouve les

listes et les descriptions détaillées de chacune des composantes ainsi que tous les résultats de

calculs de pression et de conception relatifs à la station.

3.1 Description générale de la solution finale

La solution finale qui a été privilégiée, en collaboration avec le client, en fonction des

principaux critères décrits dans la matrice de décision est celle d’une station amovible

constituée d’un convoyeur et de jets d’eau sous pression. Pour ce faire, le processus de

conception a été décomposé en sept parties distinctes, représentant les différentes sections de la

station de nettoyage.

La schématisation de la station;

La station de nettoyage détaillée;

Le convoyeur;

Les buses basses et hautes pression;

Le groupe d’approvisionnement en eau sous pression;

Le système automatique d’ajout de produit nettoyant;

Les composantes secondaires.

Chacune des parties mentionnées ci-haut est décrite en détail selon les principes théoriques des

équipements utilisés, les calculs et résultats de design de ces équipements et la description de

ceux choisis en fonction des besoins et de ce qui est disponible sur le marché.

Avant de traiter chacune des parties de la station, il est essentiel de fixer les différentes

hypothèses de conception afin d’en tenir compte tout au long du travail.




3.2 Hypothèses de conception

Ces hypothèses permettent d’établir les paramètres inconnus ou difficilement mesurables en

fonction des standards rencontrés dans l’industrie ou ceux fixés par l’entreprise. Par la suite, il

est possible de faire de la rétro-ingénierie1 pour en valider certaines.

Voici la liste des hypothèses :

L’alimentation électrique et le groupe d’approvisionnement en eau chaude

seront des équipements indépendants de la station de nettoyage. Le but est

principalement de réduire le poids de même que les dimensions de la

station amovible;

La conception finale de la station de nettoyage nécessite l’intervention

d’un seul travailleur afin de réduire les frais d’exploitation au minimum ;

La station doit être ajustable pour chacun des trois types de boîte ;

La station doit être en mesure de nettoyer les boîtes en un seul passage

dans la station et sur 360°.

1 Traduction littérale de l'anglais « reverse engineering »




3.3 Description des essais

Des essais de nettoyage ont été nécessaires dans le but de faciliter le processus de conception de

la station. Nos essais ont été appliqués sur une boîte grise sale fournie par l’entreprise lors de

notre seconde visite. Celle-ci était représentative des boîtes grises en général après un an

d’utilisation dans les serres (figure 3.1).

Figure 3.1 : État des boîtes grises après un an d’utilisation dans les serres

Après des discussions avec un fournisseur dans le domaine du nettoyage sous pression, il était

essentiel de vérifier physiquement la pression minimale nécessaire permettant un nettoyage des

boîtes sans aucune action récurrente.

Après discussion avec l’entreprise Sogitex, une conseillère avait proposé un produit du nom

d’« Enviro-Technik ». Ce produit est biodégradable, non toxique et accepté dans l’industrie

alimentaire. La fiche technique de ce nettoyant dégraissant concentré pour travaux lourds se

retrouve à l’annexe IV [4].




Les tests ont été réalisés à l’eau froide avec une laveuse à pression domestique dont la pression

de sortie est de 8.27 MPa (1200 psi). Le jet a été dirigé sur la boîte avec un angle d’environ 45°

et à une distance de plus ou moins 20 cm (6 po).

Tableau 3.1: Résultats des tests de nettoyage à 1200psi Test Caractéristique Résultat

#1 (figure 3.2)

Eau froide Aucun nettoyant

Le résultat a été surprenant, il a été possible d’enlever facilement environ le trois quarts des résidus du premier coup.

#2 Eau froide Application de nettoyant

(60ml/L) froid

Il a été possible d’améliorer un peu les résultats du test n° 1.

#3 (figure 3.3)

Eau froide Application de nettoyant

(60 ml/L) chaud (40 à 50°C)

Les résultats ont été nettement satisfaisants avec un excellent nettoyage des boîtes.

Figure 3.2 : Résultat du test #1 de nettoyage

Figure 3.3 : Résultat du test #3 de nettoyage




Figure 3.4 : Comparaison des résultats avec l’état original

Comme une seule boîte était à notre disposition pour faire des tests, il était important de ne pas

la nettoyer en entier afin d’avoir la possibilité de faire d’autres tests le cas échéant (figure 3.4).

Il ne faut pas oublier aussi que les boîtes grises représentent le cas extrême rencontré à

l’entreprise, les boîtes vertes, premier objectif du projet, sont beaucoup moins sales.

Finalement, il est permis d’affirmer que le nettoyage des boîtes vertes par jet d’eau chaude est

possible avec un rendement estimé supérieur à 90%, il reste que dans le cas où une tomate

serait écrasée et séchée dans une boîte, un minimum de récurage serait alors nécessaire. Pour ce

qui est des boîtes grises, il a été possible de constater que la saleté dans les zones de la boîte

ayant subi un temps de trempage (par le fait que le bac en entier était mouillé) s’enlevait

beaucoup plus facilement. Alors pour optimiser et de surcroit améliorer le nettoyage des boîtes

grises, il n’est pas exclu de prévoir une période de trempage de quelques minutes.

État original

Test n°1

Test n°2

Test n°3




3.4 Processus de conception de la station

Les sections suivantes décriront en détail les diverses sections de la station de nettoyage à partir

des hypothèses, des fondements théoriques et des équipements proposés au client.

3.4.1 Schématisation de la station

La figure 3.5 montre une vue de dessus du concept de la station, alors que la figure 3.6 montre

la disposition des différents buses. Il est important de mentionner qu’il s’agit seulement de

représentation schématique pour expliquer les principes de fonctionnement. Les détails précis

de la conception suivent plus loin dans ce chapitre.

Figure 3.5 : Vu de dessus du concept final

Figure 3.6 : Vue de face de la disposition des buses dans chacune des zones de nettoyage




3.4.2 La station de nettoyage détaillée

Les composantes principales de cette station sont un convoyeur à doubles bandes, celles-ci

doivent être dentelées afin que les boîtes avancent de manière constante et régulière et pour

éviter qu’il y ait du glissement sur les poulies en raison de la présence d’eau et de savon. La

boîte entrera dans une première zone, il s’agit en fait d’un habitacle avec des jets à faible débit,

ces jets enduiront la boîte d’une solution nettoyage sur 100% de sa surface intérieure et

extérieure. Par la suite, selon la vitesse d’ajustement du convoyeur, cette zone servira aussi pour

le « trempage » avant le nettoyage, ce qui permettra à la solution de bien agir. La seconde zone

est celle de nettoyage sous pression, une série de jets sous pression seront disposés sur le

pourtour de manière à laver toute la surface de la boîte. La dernière section est celle du rinçage

à faible débit pour éliminer les dernières traces de solution nettoyante. Finalement, la boîte sort

de la station de lavage et est réacheminée avec une glissoire vers le travailleur. Ce dernier peut

ainsi retourner et mettre la boîte sur l’égouttoir et ainsi récupérer l’eau des nombreux interstices

de chacun des modèles de boîtes. Les boîtes peuvent ensuite être empilées sur une palette

déposée à proximité. Le réservoir de récupération des eaux usées est fabriqué de telle sorte que

les eaux pourront être envoyées par gravité dans le drain principal de la bâtisse. Ce dernier est

aussi en acier inoxydable. L’ensemble des plans de détails de la station représentée sur les

figure 3.7 à 3.10 sont donnés à l’annexe V.

Figure 3.7 : Vue isométrique de la station de nettoyage




Figure 3.8 : Vue de dessus de la station de nettoyage

Figure 3.9 : Vue de côté de la station de nettoyage

Figure 3.10 : Vue de dessus de la station de nettoyage




Il est important aussi de mentionner que selon le type de boîtes nettoyées, des ajustements sont

nécessaires pour optimiser la station. Entre autres, l’habitacle est ajustable en hauteur selon le

type de boîtes nettoyées, soit les vertes (figure 3.11), les grises (figure 3.12) ou les bleues

(figure 3.13), alors les jets supérieurs seront aussi ajustés. Aussi tous les types de boîtes sont

alimentés dans le sens transversal du convoyeur. L’acheminement des eaux usées se fera via un

dévidoir sous la station, ce dernier sera relié avec un boyau au caniveau dans le plancher dans la

salle de travail.

Figure 3.11 : Dimension hors tout en position boîte verte

Figure 3.12 : Dimension hors tout en position boîte grise

Figure 3.13 : Dimension hors tout en position boîte bleue




3.4.3 Le convoyeur

Cet élément de la station est de loin le plus important, il permet la manutention des boîtes de

plastique à l’intérieur de la station et règle la vitesse du travail.

3.4.3.1 Généralités

Les convoyeurs sont des outils de manutention les plus couramment utilisés dans à peu près

tous les types d’entreprise. En effet, il existe plusieurs grandes familles de convoyeurs, comme :

Convoyeurs à palette

Convoyeurs à courroie

Convoyeurs à rouleaux

Convoyeurs à chaînes

Convoyeurs vibrants

Convoyeurs magnétiques

Tous ces modèles de convoyeurs ont des caractéristiques générales en fonction de leur modèle,

mais dans chacune de ces familles, on retrouve une infinité de variantes pour adapter

l’équipement avec le travail à accomplir. Les dimensions et les matériaux utilisés sont tous

aussi variés passant du convoyeur de plusieurs centaines de mètres pour le transport du minerai

au convoyeur d’à peine 20 centimètres de long dans un diviseur rotatif.

Les composantes principales d’un convoyeur sont :

Le système d’entraînement

La courroie de transport

Le système de transmission et de support

Le système d’entraînement est constitué du moteur, de la boîte d’engrenages et d’un arbre

d’entraînement. La plupart du temps on utilise des moteurs électriques, c’est pourquoi une boîte

d’engrenages est essentielle afin que la vitesse soit réduite à un niveau acceptable pour le

convoyeur. Aussi, on préfèrera généralement un convoyeur à vitesse variable afin de mieux

répondre aux besoins des utilisateurs. L’arbre d’entraînement peut être un arbre muni

d’engrenages d’un tambour, etc., dépendant du type de convoyeur.




Pour ce qui est de la courroie de transport, elle est de loin la pièce la plus importante d’un

convoyeur et au même titre que toutes les autres composantes elle est faite de divers matériaux

selon l’usage. Il est important de mentionner que dans tout système de convoyeur, la courroie

doit être ajustée avec une certaine tension pour assurer le travail. Pour des convoyeurs de

grande dimension, souvent un système de contrepoids sera installé pour assurer cette tension,

alors que pour des convoyeurs de dimension plus modeste on augmentera plutôt la surface de

contact avec des poulies d’appoint ou le second tambour sera amovible afin de pouvoir

appliquer la tension nécessaire en le déplaçant.

Le système de transmission de la courroie le long de l’axe de travail est souvent constitué de

rouleaux qui seront installés tout le long du convoyeur. Encore une fois dépendant de la

grosseur du convoyeur et des applications, le système de transmission et de support seront

adaptés. La CSST a mis sur pied des outils pour la conception et l’utilisation de ces modèles de

convoyeur à courroie (figure 3.14). Toutefois, en raison de la taille des documents, ceux-ci

n’ont pas été mis en annexe, mais il vous est possible de les consulter dans le dossier de projet

fourni avec le rapport dans la section « information technique ».[8] [9]

Figure 3.14 : Exemple d’un convoyeur à courroie

3.4.3.2 Théories spécifiques et calculs relatifs à la station

Pour les besoins du client, il est important que le convoyeur soit à vitesse variable. Ainsi il sera

possible d’optimiser le rendement de la station en fonction du type de boîtes à nettoyer et du

niveau de saleté.




La composante principale de cette station est un convoyeur à doubles bandes, celles-ci doivent

être dentelées afin que les boîtes avancent de manière constante et régulière et pour éviter qu’il

y ait du glissement sur les poulies en raison de la présence d’eau et de savon.

Le modèle de convoyeur sélectionné pour la station est de type à courroie (figure 3.15). Celui-ci

doit transporter un poids maximal de 14,5 kg (32 lbs) dans le cas des boîtes grises, soit le

modèle le plus lourd. Chaque boîte grise pèse 1,8 kg (4 lbs) et il est possible de mettre jusqu’à

huit boîtes sur les courroies du convoyeur en même temps.

(3.1)

Où î î

8 î1,8 1 î 14,5 32

Il ne faut pas oublier aussi que certains des jets sous pression seront disposés de manière à avoir

un effet de soulèvement sur la boîte. Finalement, pour ce genre de convoyeur, ce poids est à

proprement dit négligeable.

Pour des raisons de commodité et de conception, la courroie est faite de deux courroies de 5cm

(~2 po) de large en caoutchouc. Le choix du matériau est en raison d’un travail en milieu

humide. Avec deux courroies, il devient possible de mettre des buses sous la boîte et de

procéder à un nettoyage sur 360° en même temps. Les courroies sont munies de petites butées

de 2 cm (~3/4 po) mises à un intervalle de 7 cm (~3 po), celles-ci permettront l’entraînement

des boîtes dans la station de nettoyage. La longueur de ces courroies est de 6,3 m (20.4 pi),

montée sur les poulies de 20 cm (~8 po) de diamètre. Il est important de noter que l’angle

d’enroulement est de 180° puisque le convoyeur est parfaitement à l'horizontale et que toutes

les poulies ont la même dimension, ce qui simplifie considérablement le calcul de la longueur

des courroies.




2 2 2 (3.2)

Où

2 3 2 0.1 2 0.1 6,3

En ce qui concerne les poulies de support, elles sont au nombre de dix, dont deux sont motrices.

Les poulies doivent être dentelées pour éviter le glissement des courroies, étant donné que c’est

celle-ci qui force le mouvement des boîtes. Il est important de mentionner aussi que le dessous

des courroies aura le même modèle de rainures. En raison du poids à transporter, il est

nécessaire d’avoir uniquement deux poulies motrices directement sur l’arbre de transmission

relié au moteur. À noter que pour l’ajustement de la tension des courroies, l’arbre des poulies

de queue est déplaçable de manière à varier la tension selon les besoins, ce dispositif est

essentiel aussi pour l’entretien et la réparation de l’équipement.

Figure 3.15 : Convoyeur à double courroies de la station




3.4.3.3 Santé et sécurité relative aux équipements

La sécurité entourant les convoyeurs est essentielle puisqu’ils sont la cause de nombreux

accidents industriels dont les conséquences peuvent être très graves à la fois pour la santé des

travailleurs que pour l’intégrité des équipements. Pour ce faire, lorsque le convoyeur est en

marche il est nécessaire de réduire au maximum les risques de blessures. Pour ce faire, un

grillage de sécurité empêchera l’accès aux poulies de tête et de queue, lors de l’alimentation et

de la sortie de la station par un travailleur. La cabine de nettoyage jouera le même rôle lorsque

la station est en marche.

3.4.4 Les buses basse et hautes pression

Le nombre de buses prévues pour les trois zones est de dix, afin de couvrir l’ensemble de la

surface des boîtes (figure 3.16). Il s’agit de buses fixées à débit normal ou à haute pression qui

diffusent un jet à plus de 40°. Idéalement la solution nettoyante devrait être appliquée sous

forme d’une mousse légère ce qui lui permettrait de bien adhérer au plastique. Cette solution

sera appliquée au tout début de la zone pour créer une zone de trempage comme expliqué

précédemment. Chacune des zones sera séparée par une plaque pour éviter que les jets haute

pression enlèvent la mousse trop rapidement.

Figure 3.16 : Disposition des 10 buses dans chacune des sections




3.4.4.1 Généralités sur les buses

En ce qui concerne une buse, il s’agit d’un dispositif mécanique conçu pour contrôler les

caractéristiques d'un écoulement fluide (liquide ou gazeux) comme les sorties (ou les entrées)

d’une enceinte ou par l'intermédiaire d'un orifice d’un tuyau. Une buse est souvent un tuyau ou

un tube de section transversale variable et elle peut être utilisée pour orienter ou modifier le

débit d'un fluide. Les buses sont souvent utilisées pour le contrôle du débit, de la vitesse, de la

direction, de la masse, de la forme et/ou de la pression à leur sortie.

Figure 3.17 : Modèle type de buse

de pulvérisation hydraulique Figure 3.18 : Modèle type de double buse

de pulvérisation de fluide

La buse de pulvérisation hydraulique (figure 3.17) utilise la pression d'un liquide comme source

d'énergie pour briser le liquide en gouttelettes. Ce type de pulvérisation permet de consommer

moins d'énergie qu’un gaz atomisé ou une double buse de pulvérisation de fluide (figure 3.18).

La pression d'un fluide augmente lorsque le débit augmente et la taille diminue. Toutefois, cela

entraîne des problèmes dans le choix d'une taille de gouttelettes et d’avoir à un certain débit,

une pression donnée. L’élaboration de cette buse permet de remédier à cette situation. Cette

buse peut varier le débit de liquide à un niveau ciblé selon la taille des gouttelettes et de la

pression désirées. Ce type de buse permet un contrôle optimal de la pulvérisation du liquide et

même dans certaines applications peut éliminer l’apport en air comprimé.

Pour le modèle type de double buse de pulvérisation de fluide, un gaz de pulvérisation atomisé

est utilisé pour briser le liquide en fines gouttelettes. La double buse de pulvérisation peut




utiliser deux moyens différents pour l'épandage du liquide. Dans la première méthode, le

liquide est projeté sur une surface d'impact pour rompre le débit et par la suite de l'air y est

mélangé. L'avantage de ce procédé est de réduire la quantité d'air nécessaire pour générer des

gouttelettes, mais l'inconvénient est qu’au fil du temps, suite à l'érosion de la surface d'impact,

la taille des gouttelettes varient. La durée de vie de la buse est donc très courte si le liquide

contient des impuretés. Alors que dans la seconde méthode, le liquide est séparé en gouttelettes

en utilisant uniquement le gaz. L'avantage de cette méthode est que la buse dure plus

longtemps, mais l'inconvénient est que ce type de vaporisateur a besoin de plus de gaz pour

produire de la même taille de gouttelettes.

3.4.4.2 Dimensionnement des buses

Pour ce qui est des types de buses utilisées, deux modèles sont nécessaires, soit un à haute

pression et un à basse pression. Les modèles choisis doivent avoir un angle de jet de 40° pour

permettre d’atteindre tout le pourtour des boîtes de plastique et ce peu importe le modèle. La

plupart des buses sont généralement réglées à un débit de 7,7 L (2gpm), c’est pour cette raison

que la conception tient compte de ce débit. [6]


Il est certain que la prudence est de mise lorsqu’un équipement est muni de buses hautes

pression. En effet si une personne a une plaie, il y a risque d’injection de substance nocive

pouvant avoir de graves conséquences. L’utilisation de gant et de lunette protectrice est

conseillée pour réduire les risques d’accident.




3.4.5 Le groupe d’approvisionnement en eau sous pression

On inclut dans cette section les équipements suivants :

L’alimentation électrique;

Le moteur électrique;

La pompe à pression;

La tuyauterie.


Les sources d’énergie possibles pour le moteur de ce genre de station sont entre autres le gaz

naturel, le diesel et l’électricité. Pour des raisons de commodités, l’électricité a été choisie

comme source d’énergie. On évite ainsi toutes émanations gazeuses nocives dans

l’environnement et bien sûr à l’intérieur des serres (voir annexe VI pour la théorie relative aux

moteurs électriques).

Il est essentiel, pour ce genre d’équipement de tenir compte de la pression et de la température

de l’eau, ainsi que des facilités d’utilisation, par exemple l’utilisation de raccord rapide, « quick

coupling ». Pour ce qui est des pompes (voir annexe VII tiré de [16] pour la théorie relative aux

pompes), il est très important de tenir compte de la température de l’eau utilisée. En effet, il en

existe deux modèles, basses et hautes températures, toutefois les pompes à haute température

sont très coûteuses. Du fait, les fabricants ont conçu des systèmes utilisant des pompes basses

températures dont l’entrée d’eau est froide. Cette eau est pompée dans un échangeur de chaleur

(chauffe-eau), ce qui permet une sortie d’eau chaude. Toutefois, à la suite de nos tests et suite à

la discussion avec un fournisseur, il est maintenant évident qu’il n’est pas nécessaire de

prémunir la station de ce genre d’échangeur de chaleur.

La température maximale avant d’endommager les composantes internes d’une pompe est de

74°C (165°F), alors que la température maximale acceptable de travail selon le fabricant est de

60°C (140°F). Cependant le fournisseur suggère plutôt une température maximale autour de

50°C (120°F). Cette température réduit aussi au minimum les risques de brûlures pour le




travailleur, ce qui est un critère à considérer lors de la conception. Pour résister à une pression

de 8,2 MPa (1200 psi), il est nécessaire d’utiliser un boyau hydraulique conçu pour résister à

ces conditions de travail (voir annexe VIII pour les brûlures avec l’eau chaude).

3.4.5.2 Dimensionnement des composantes

La température de fonctionnement de la station est donc orientée entre 40°C (104°F) et 45°C

(113°F) avec une température maximale d’arrêt de la pompe à 50°C (120°F). De cette manière

l’intégrité de l’équipement est conservée et les risques de brûlures pour les travailleurs sont

réduits au minimum.

À la suite des essais maison que nous avons effectués avec une laveuse à pression domestique

de 8,2 MPa (1200 psi), il a été confirmé que cette pression était grandement suffisante pour la

station de nettoyage. Par la suite, la quantité d’eau par buse est en général fixée à environ 7,57

L/min (~2 gpm) dans l’industrie. Du fait pour fournir la pression et le volume nécessaire dans

les dix buses de nettoyage, un moteur électrique de 11 kW (15 hp) doit être couplé avec une

pompe d’une capacité de 68 L/min (18 gpm), ce qui nous permet d’atteindre le 8,2 MPa (1200

psi) requis avec un volume par buse de 6,8 L/min (1.8 gpm). Pour le détail des composantes et

les calculs des pertes de charge des pages suivantes, consulter l’annexe VIII.

A partir du débit d’eau requis qui sera fourni par la pompe, il est possible de calculer la

puissance du moteur électrique nécessaire afin de le sélectionner adéquatement :

1460 (3.3)

Où é

18 1200 1460 14.8 15




Ainsi, nous avons sélectionné des équipements de l’unité d’approvisionnement en eau (figure

3.19) en respectant les conditions suivantes :

Moteur de 11 kW (15 hp);

Pompe de 68 l/min (18 gpm);

Pression de 8,2 MPa (1200 psi).

Figure 3.19 : Unité d’approvisionnement en eau haute pression

Une fois le moteur sélectionné, il est nécessaire d’avoir une entrée électrique de 575V triphasée

afin de faire fonctionner l’unité d’approvisionnement en eau. Puisque le type d’installation

électrique est déjà disponible chez le client, l’installation de l’unité ne pose pas de problème.

Pour travailler à cette pression, il est nécessaire d’utiliser un boyau très résistant. Le modèle

proposé par l’entreprise Boissonneault Pièces D’Auto est un boyau hydraulique résistant à des

pressions jusqu’à 20,68 MPa (3000 psi) de 19 mm (0.75 po) de diamètre intérieur. Il d’agit d’un

boyau à deux brins d’acier.




La station nécessitera environ 15,25 m (50 pi) de boyau entre l’unité d’approvisionnement et la

station de nettoyage. Ainsi puisque l’on connait le diamètre intérieur du boyau, sa longueur et la

pression d’eau interne, il est possible évaluer la perte de charge dans le boyau.

2 ù , (3.4)

Où

/ è é é

é é

Tout d’abord la hauteur de rugosité de la paroi de caoutchouc du boyau est déterminée à partir

tableau 6.1 (Annexe IX), soit :

0,01

Ensuite la vitesse du fluide dans le tube est :

4 (3.5)

Où é / é è é

4 0,00113 /

0.75 0,02541

3,96 /




Par la suite, afin de calculer la valeur du nombre de Reynolds, il est nécessaire de trouver la

viscosité cinématique de l’eau à 45° Celsius avec la table A.1 (Annexe IX). [13]

0.608 10 /

Ainsi :

4 (3.6)

4 0.00113 /

0.75 0,02541 0.608 10 /

1.24 10

Le ratio / est trouvé :

0,01

0.75 25,41

0,0005

Alors, avec / et :

0,02

Finalement :

2 0,0250 1

3.2825

0.75 0,02541

3,96 / 2 9,81 / 12,79




En convertissant en Pascal et en psi, on obtient pour une perte de charge dans le boyau de 15,24

m (50 pi) :

(3.7)

Où / à 45°C

990 / 9.81 / 12.791000

1 124,2

1

6.8948 10 18

Compte tenu de la valeur négligeable de cette perte et des variations dans les valeurs des pertes

singulières, on multipliera la valeur obtenue par un facteur de 1,5 afin de tenir compte des

pertes de charges dans les coudes et accessoires (Annexe IX). Ce qui augmente la perte totale

de pression dans le circuit à environ 186 KPa (27 psi). Ces pertes peuvent toujours être

considérées comme ayant une influence négligeable sur l’efficacité de notre système.


L’utilisation de tuyau muni de raccord rapide de type « quick couppling » élimine l’emploi

d’outils pour la mise en place et le retrait de la tuyauterie entre chaque utilisation. En effet, ce

type de raccord est facile et rapide à brancher ce qui permet d’éliminer les risques d’accident,

(consulter l’Annexe X pour les informations techniques sur les raccords rapides).

Pour ce qui est du groupe pompe, celui-ci sera installé de façon permanente dans le coin de la

salle de la chaudière et de cette manière on facilite son installation et les branchements

électriques. Lorsque la station sera non utilisée, les boyaux pourront être rangés de façon

sécuritaire sur les supports enrouleurs.




3.4.6 Le système automatique d’ajout de produit nettoyant

On inclut dans cette section les équipements suivants :

La pompe doseuse

La solution nettoyante

La méthode d’application de la solution nettoyante


La plupart du temps la distribution de produit liquide dans un procédé industriel est assuré par

des pompes doseuses, qui peuvent être utilisées partout où il est nécessaire de doser avec

précision, selon un volume défini et un temps défini. En effet, il est toujours plus économique

de se procurer des produits sous forme de concentrés et de les diluer selon les besoins.

Généralement, les concentrés seront dilués avec de l’eau (ou un autre produit selon le procédé)

et peuvent même être appliqués sous forme de mousse, si un système d’injection d’air est

installé. Le ratio de produit concentré peut donc être ajouté en fonction des utilisations. Ces

pompes sont essentiellement à piston et/ou à membrane. L'introduction d'un débit bien

déterminé de liquides est rendue possible grâce à un dispositif précis de réglage de la course du

piston et de sa fréquence. Elles ont des débits relativement faibles (de quelques L/h à quelques

m3/h) et peuvent mettre en œuvre des pressions au refoulement allant jusqu'à 30 MPa (300

bars). Elles sont « auto-amorçables », mais n’acceptent que des viscosités faibles. Les

applications typiques sont :

le dosage fin de produits chimiques

l'injection de carburant pour les véhicules automobiles

En effet, la plupart des nettoyants industriels sont vendus sous forme de concentrés, il est donc

nécessaire de diluer ceux-ci avant leur utilisation. Cette dilution est fonction de la tâche à

accomplir et est en général comprise entre 3 mL/L et 100 mL/L. Bien entendu le prix de revient

de ces nettoyants est directement fonction du ratio de dilution.




3.4.6.2 Choix de la pompe doseuse

Une pompe doseuse en soi est un équipement relativement simple. Celles présentées ci-dessous

proposent une ou deux valves d’injection de produit nettoyant et une valve d’injection d’eau de

rinçage. L’équipement est petit et ne demande aucun entretien. Le modèle 819 (figure 3.8 à

gauche) prévoit une entrée unique de nettoyant donc un dosage unique, alors que le modèle 919

(figure 3.8 à droite) prévoit deux entrées donc deux dosages sont possibles. Le dosage est défini

par un disque de caoutchouc troué et identifié selon un code de couleur en fonction de

l’ouverture. Dans notre cas, il n’est donc pas nécessaire d’avoir deux entrées de produit

nettoyant puisque le changement se fera environ une fois par année lorsque l’entreprise lave les

boîtes grises et bleues, il est donc facile de changer ce petit disque de dosage. Le fournisseur

suggère un changement de disque au six mois, pour assurer un dosage constant et contrôlé. Le

schéma de fabrication et les détails de ces pompes se trouvent à l’Annexe XI. [3]

Figure 3.20 : Modèles de pompe doseuse mécanique sélectionnée pour la station




Le second produit nettoyant proposé par l’entreprise Sogitex est le ALI-DHER FM-7. Il s’agit

d’un nettoyant dégraissant à haute adhérence pour l'industrie alimentaire en général. Il déloge

en profondeur les gras alimentaires sur les instruments de travail, les équipements et autres

surfaces lavables [4]. Celui-ci à l’avantage d’être très moussant ce qui permettra d’optimiser

l’action de la solution nettoyante sur les boîtes. Ainsi la mousse recouvrera toutes les surfaces

internes et externes des boîtes. Ainsi une action de trempage aura lieu jusqu’à ce que la zone de

lavage soit atteinte. C’est donc ce produit qui est choisi, comparativement à celui utilisé lors des

essais, soit le Enviro-technik.


Dans un souci de santé et d’environnement, il est essentiel de choisir un produit qui est non

toxique et bien entendu biodégradable. Avant la mise en fonction de la station, il est important

d’informer le personnel des risques inhérents aux produits et quelles sont les actions à prendre

en cas de contact avec les yeux, la peau ou l’ingestion du produit. Toutes ces mesures sont

inscrites dans les fiches technique et signalétique du produit à l’annexe XII.[4]

L’installation de cette pompe doseuse et des contenants de produit concentré sera au même

endroit que le groupe expliqué précédemment. Comme un équipement mobile ne peut se rendre

à cet endroit de la salle de la chaudière, on réduit les risques d’accident et on libère l’espace de

travail.




3.4.7 Les composantes secondaires

On inclut dans les composantes secondaires :

Un capteur de température à l’entrée de la pompe pour éviter les bris

d’équipement causés par une température d’eau supérieure aux spécifications

de la pompe;

Un capteur de position pour chacune des trois sections de la station afin

réduire la consommation d’eau de la station.

3.4.7.1 Capteurs de température

Afin de protéger les équipements et d’assurer la sécurité des travailleurs un capteur de

température arrêtera automatiquement la pompe lorsque la température dépassera 50°C (120°F).

On s’assure ainsi de l’intégrité de l’équipement car une température trop élevée risque

d’endommager la pompe. Ce capteur est directement intégré dans le groupe moteur-pompe.

Consulter l’Annexe XIII [17] pour la théorie relative aux différents types de capteurs de

température.

3.4.7.2 Capteurs de position

Dans une optique d’optimisation de la station, des capteurs de position ont été placés de telle

sorte que les jets sont activés uniquement lorsqu’une boîte atteint le capteur associé. Cette

alternative permet une économie d’eau et du produit nettoyant substantielle. Deux modèles de

capteurs sont proposés à l’entreprise, la série LS (limit switch) et la série HDLS (Heavy Duty

Limit Switch), soit des « limit switch » rotative dont le boitier est de la classe NEMA 6P

(Résistant au jet d’eau). Les modèles en acier inoxydable ont généralement un coût de revient

aux alentours de 450$. Alors que les modèles standards sont aux alentours de 175$. Ces

capteurs doivent d’être jumelés avec des valves de contrôle et une source de puissance (power

supply). Consulter l’Annexe XIV [17] pour la théorie relative aux différents types de capteurs

de position.




CHAPITRE IV : ANALYSE ÉCONOMIQUE

Ce chapitre a pour but d’évaluer la solution finale d’un point de vue économique pour

l’entreprise. Il est essentiel de valider la viabilité à court, moyen et long terme du projet, afin

que le client soit en mesure de prendre une décision sur la fabrication et mise en service de la

station de nettoyage des boîtes de tomates.

4.1 Coûts annuels actuels

Le tableau 4.1 fait état des frais annuels assumés par l’entreprise pour l’entretien de ses boîtes

de plastique. Toutefois, les données fournies par l’entreprise ne comprenaient pas les coûts

relatifs à l’électricité (eau chaude), aux produits et équipements utilisés. Ces coûts ont donc été

calculés à partir d’estimations faites selon nos connaissances et de manière très conservatrice

dans le but d’être le plus représentatif possible.

Pour chauffer 101 292 litres d’eau à 80°C l’entreprise dispose de bouilloires fonctionnant à

l’huile usée. Cette huile représente un revenu pour la coopérative qui fait le tour de la région

pour la récupérer. Pour chauffer cette quantité d’eau il est nécessaire de brûler environ 1193

litres d’huile, toutefois il est difficile d’établir le coût de revient. Consulter l’Annexe XV pour

les calculs relatifs à la consommation d’huile.

La quantité de produit nettoyant utilisée pour le nettoyage des boîtes vertes est estimée par

l’entreprise à environ 20 bouteilles à un coût de revient de 5$ la bouteille. Il est donc possible

d’assumer des frais de 100$ par année pour les produits nettoyants. Pour ce qui est des gants de

travail, les lingettes récurrentes et autres brosses, on estime le coût annuel à 100$.

Le tableau 4.1 de la page suivante montre un résumé des coûts annuel pour le nettoyage des

boîtes de plastique selon divers aspects.




Tableau 4.1: Coûts annuels pour le nettoyage des boîtes de plastique

Boîte Nombre de boîtes Coût de main-d'œuvre Autres coûts* Total

Verte

15 000

(1 000 / semaine)

6 528$ - 2 personnes (12$/h*) - 1 jour/semaine, 8h/j - 34 semaines/an (8 mois)

200$ - Produits nettoyants (20*5$) - Brosses récurrentes (100$)

6 728$

Grise 600 1 920$

- 2 personnes (12$/h) - 10 jours/an, 8h/j


1 960$

Bleue 70 192$

- 2 personnes (12$/h) - 1 jour/an, 8h/j


202$

Total - 8 640$ 250$ 8 890$ * Salaire avec avantages sociaux : 10$/h + 20%

En raison de la très grande incertitude pour certains coûts et d’autres ayant complètement été

mis de côté, il est raisonnable de majorer le coût réel annuel de cette tâche de 10%, ce qui

donne aux alentours de 10 000$. Il ne faut pas oublier que selon la demande l’entreprise peut

assigner trois personnes ou plus à la tâche, ce qui a comme conséquence d’augmenter les coûts

de production.

Pour terminer, une augmentation des coûts annuels est à prévoir. En effet, la coopérative

prévoit, d’ici les cinq prochaines années, augmenter la production de tomates de l’ordre de

20%, passant de 907 186 kg (2 000 000 lbs) à 1 088 623 kg (2 500 000 lbs) annuellement,

consulter l’annexe XVI pour en savoir plus.

4.1 L’impact de la mise en place de la station de nettoyage

Il est certain que d’un point de vue uniquement économique, ce projet ne représente pas une

augmentation substantielle des profits, il s’agit plutôt d’un projet relié directement à

l’amélioration des conditions de travail. L’objectif n’est pas non plus de réduire la main

d’œuvre, comme M. Dubé l’a clairement mentionné lors de notre première rencontre. Le but est

plutôt de mieux utiliser la main-d'œuvre en raison de difficulté au niveau de l’embauche. En

effet, si les travailleurs affectés à la tâche du nettoyage des boîtes peuvent faire le travail




beaucoup plus rapidement, ils pourront de nouveau retourner travailler dans les serres, qui est

l’activité principale et prioritaire de l’entreprise.

De plus, la station de travail actuel n’est pas très ergonomique2 pour les travailleurs, ceux-ci

travaillent penchés et souvent à bout de bras, les conséquences peuvent être des mots de dos à

long terme. La mise en place d’une station de nettoyage améliorera grandement les conditions

de travail directement liées avec cette tâche et réduira par le fait même les risques de blessures.

4.2 Analyse de faisabilité du projet

Il est possible d’évaluer le coût de fabrication et d’installation de cette station (tableau 4.2).

Voici les soumissionnaires pour chacune des sous-sections de la station. Voir l’Annexe XVII

pour consulter l’ensemble des soumissions en détails. Tableau 4.2: Résumé des soumissions pour la fabrication et l’installation de la station de nettoyage Composante Soumissionnaire Prix

Le groupe moteur électrique 15hp avec une pompe 18gpm

Technosub 10 327$

Hotsy 9 995$

Multipression LC 18 676$

Géliko 5 782$

L’habitacle de la station et le convoyeur à double courroies, 100% en acier inoxydable

PLC Senneterre 22 000$

Géliko 35 000$

Pompe doseuse Sogitex 600$

Tuyauterie 50pi flexible à haute pression (3000psi) Boissonneault 300$ Installation par un électricien du groupe moteur-pompe sur le 600V, 3PH Moreau Électrique 795$

Plusieurs de ces soumissions sont sommaires et devront être révisées et détaillées selon les

plans de fabrication et les décisions de l’entreprise. D’ailleurs plusieurs soumissionnaires se

sont montrés intéressés par le projet et proposent de faire des soumissions globales pour

l’ensemble de la station incluant le groupe moteur-pompe. Pour ce qui est du produit nettoyant,

Sogitex propose le produit choisi en format de 20L à 142$.

2 L’ergonomie consiste à adapter le travail à l’être humain et le produit à l’utilisateur.




Calcul de la VAN :

Les étapes générales de détermination de la VAN (Valeur actuelle nette) sont énumérées ci-

dessous, pour ce qui est des calculs et des explications relatives à chacune de ces étapes, voir

l’annexe XVIII.

1. L’investissement initial (-); 2. Les recettes nettes avant amortissement et impôt (+); 3. Économie d’impôt avant l’amortissement fiscale (+); 4. Sortie de fond évitée (+); 5. Sortie de fond en cours de projet (-); 6. Entrée de fond perdue (-); 7. Valeur de revente (+); 8. Perte d’économie d’impôt lié à l’amortissement (-); 9. Récupération du fond de roulement (+); 10. Impôt à payer sur le gain en capital imposable (-); 11. Impôt à payer sur la récupération d’amortissement (-); 12. Économie d’impôt liée à la perte finale (+).

Calcul final de la VAN :

Moins : L’investissement initial 29 477 $Plus : Les recettes nettes avant amortissement et impôt 5 043Plus : Économie d’impôt avant l’amortissement fiscale 6 786 Plus : Valeur de revente 3 861

Moins : Perte d’économie d’impôt lié à l’amortissement 956 VAN 14 207 $

Il est évident qu’en raison de la nature même du projet que la VAN de celui-ci serait négative.

Normalement, si le but de l’entreprise était une augmentation des profits, il ne serait pas

recommander de réaliser le projet. Toutefois, puisque l’objectif est lié directement à

l’amélioration des conditions de travail et de la valorisation de la tâche, la VAN n’a pas à être

prise en considération.

Il est important de rappeler que le but de ce projet est de mieux utiliser la main d’œuvre,

valoriser la tâche, améliorer les conditions de travail des employés, etc.




4.3 Coût d’exploitation de la nouvelle station de nettoyage

Afin de comparer la situation actuelle par rapport à l’installation de la nouvelle station

d’échantillonnage, le tableau 4.3 résume les coûts d’exploitation annuelle de celle-ci.

Tableau 4.3: Coûts annuels pour le nettoyage des boîtes de plastique

Boîte Nombre de boîtes Coût de main-d'œuvre Autres coûts* Total

Verte

15 000

(1 000 / semaine)

1 632$ - 1 personnes (12$/h*) - 1 jour/semaine, 4h/j - 34 semaines/an (8 mois)

1 704$ - Produits nettoyants

3 336$

Grise 600 288$


3 266$ - Produits nettoyants

3 554$

Bleue 70 24$

- 1 personnes (12$/h) - 1 jour/an, 2h/j

284$ - Produits nettoyants

308$

Total - 1 944$ 5 254$ 7 198$ * Salaire avec avantages sociaux : 10$/h + 20%

Pour la consommation de produit nettoyant, consulter l’Annexe XIX.

La cadence de nettoyage pour les boîtes vertes est estimée à quatre boîtes à la minute, alors que

pour les boîtes grises et bleues, elle est estimée à une boîte à la minute.

Alors, pour chauffer 513 953 litres d’eau à 80°C l’entreprise doit brûler environ 6053 litres

d’huile. De plus, afin d’avoir de l’eau à 45°C il est nécessaire d’ajouter 439 579 litres d’eau

froide. Il est important de préciser que cette manœuvre est essentielle puisque la source d’eau

chaude de l’entreprise provient du système de chauffage alors pour l’approvisionnement de la

station il faut donc la refroidir à la température visée. Consulter l’Annexe XV pour les calculs

relatifs à la consommation d’huile.




Conclusion

Ce projet avait pour principal objectif l’étude de conception d’une station de nettoyage des

boîtes de plastique vertes utilisées pour la livraison des tomates dans la région de l’Abitibi-

Témiscamingue. Le nettoyage est présentement fait manuellement par des travailleurs dans de

grands bassins d’eau avec divers produits nettoyants domestiques sur une base hebdomadaire. Il

est important de rappeler que ces boîtes ne sont pas sales à outrance, il s’agit souvent de

poussières ou de saletés en raison de l’entreposage et du transport dans des semi-remorques. Il

arrive quand même à l’occasion que des résidus de tomates soient restés collés à l’intérieur.

Le processus de recherche de solutions a permis de penser à plusieurs concept de solutions,

entre autres par rapport à ce qui existe déjà dans l’industrie (pensons au lave-vaisselle ou au

lave-auto). En effet, certains concepts présentaient dès le départ un bon potentiel, toutefois c’est

avec une méthode par matrice de décision que trois propositions ont été présentées à

l’entreprise. D’ailleurs, c’est en collaboration avec l’entreprise que le concept de nettoyage à

jets sous pression uniquement a été retenu. C’est la solution qui répondait le mieux aux besoins

de l’entreprise tout en respectant les contraintes imposées.

La solution finale se résume en une station de nettoyage munie, entre autres, d’un convoyeur à

bandes, d’un habitacle de nettoyage et d’une rampe de transport. Cette solution représentait la

meilleure alternative, par sa simplicité de conception qui est majoritairement mécanique.

L’utilisation de brosses a été éliminée pour plusieurs raisons, par exemple la complexité de la

conception et de l’utilisation par les travailleurs ainsi qu’un haut taux de maintenance à prévoir

(plusieurs pièces en mouvement et usure prématurée). Par la suite, il est certain que les coûts de

fabrication et d’opération auraient aussi été plus élevés que ceux de la solution choisie.

Il est important de mentionner aussi que les employés souhaitaient être en mesure de procéder

au nettoyage des boîtes de plastique grises et bleues (boîtes à usage interne seulement) en plus

de celui des boîtes vertes. Cette demande a été considérée tout au long du projet et est

facilement atteinte avec la station de nettoyage présentée dans ce rapport. Il nous apparaissait




logique que la station due être en mesure de prendre les trois modèles de boîtes. Cette

polyvalence est un avantage majeur pour la justification et la mise en place de cette station.

Finalement, ce cours-projet a permis de se familiariser avec les mécanismes hydrauliques et la

résistance des matériaux. À partir des éléments présentés dans ce rapport, l’entreprise est en

mesure d’évaluer ses besoins et de prendre une décision éclairée sur les actions à prendre pour

mener à bien la mise en place d’une nouvelle station de nettoyage des boîtes de plastique dans

un futur très rapproché.




Recommandations

Les recommandations suivantes ont pour but de faciliter l’implantation et la mise en place de

cette nouvelle station de nettoyage, en plus de favoriser le développement des activités de

l’entreprise.

Coût de fabrication

En raison des coûts de fabrication beaucoup plus élevé que ceux estimés au départ, il n’est pas

conseillé au client de prendre une décision trop hâtive. En revérifiant les équipements

sélectionnés en collaboration avec une firme d’ingénierie conseil expérimentée, il est

probablement possible de revoir à la baisse les coûts globaux de fabrication.

Ajustement de la station selon le type de boîte

Pour ce qui est du poids de l’habitacle de nettoyage, son ajustement par rapport aux boîtes

grises et aux boîtes bleues est impossible pour une personne seule. Pour ce faire, il est

recommandé de faire ce levage avec deux personnes. Toutefois, pour éliminer les risques de

blessures à la source, deux solutions ont été envisagées. La première est l’installation d’œillets

de levage sur le dessus de l’habitacle, de cette façon il est possible à l’aide d’une courroie et

d’un chariot élévateur de faire les ajustements nécessaires. La seconde, est une solution

mécanique et permanente, soit l’installation de vérins manuels ou de vérins hydrauliques, ce qui

permet à une personne seule de faire les ajustements et ne nécessite pas l’utilisation d’un

équipement mobile.

Expansion de l’utilisation des boîtes recyclables

Comme mentionner précédemment, des boîtes de carton sont utilisés pour la distribution des

tomates à l’extérieur de la région de l’Abitibi-Témiscamingue. Le prix de revient de ces boîtes

est de 1$ l’unité, ce qui représente une dépense annuelle d’environ 100 000$ pour l’entreprise

(environ 100 000 boîtes achetées annuellement). Une étude d’expansion des frontières

d’utilisation des boîtes de plastique pourrait permettre d’augmenter la fraction de tomates




livrées dans ces boîtes recyclables. L’entreprise réaliserait des économies substantielles sans

oublier la réduction à la source de la consommation de carton ce qui est non négligeable du

point de vue environnemental. De plus, la station de nettoyage est en mesure de subir une

augmentation du nombre de boîtes à nettoyer par jour sans aucun problème.

Suggestions pour d’autres utilisations

Le groupe moteur et pompe sont d’une grande puissance, ce qui permet à l’entreprise d’étendre

son utilisation à l’intérieur des serres. En effet, l’entreprise pourrait passer de la tuyauterie à

l’intérieur des serres, et ainsi l’équipement pourrait être utilisé pour nettoyer des équipements

mobiles ou même le plancher des serres. Une foule d’équipements de nettoyage sont d’ailleurs

vendues pour travailler à haute pression. Par la suite, près des installations du groupe pompe et

de la pompe doseuse, il est suggéré de placer les grands bassins présentement utilisés. Ceux-ci

pourront être utilisés pour nettoyer des pièces ou de petits équipements utilisés dans

l’entreprise. Ces suggestions sont dans le but d’améliorer et de rentabiliser ces nouveaux

équipement.




Références [1] http://www.mdeie.gouv.qc.ca/index.php?id=2198&no_cache=1

(Date de consultation : 2008/01/15)

[2] http://www.passeportsante.net/fr/Nutrition/EncyclopedieAliments/Fiche.aspx?doc=tomate_nu#P159_24112 (Date de consultation : 2008/01/13)

[3] http://hydrosystemsco.com/ (Date de consultation : 2008/03/18)

[4] http://www.choisy.com/ (Date de consultation : 2008/03/18)

[5] http://www.hydroteksystems.com/; (Date de consultation : 2008/02/04)

[6] http://www.spray.com/; (Date de consultation : 2008/02/04)

[7] http://www.multipressionlc.com/en/index.html; (Date de consultation : 2008/02/04)

[8] CSST, Sécurité des convoyeurs à courroie, guide du concepteur, 1ère édition, 2004, 121 pages;

[9] CSST, Sécurité des convoyeurs à courroie, guide de l’utilisateur, 2e édition, 2003, 85 pages;

[10] DEROME René, Économie de l’ingénieur, deuxième édition, Éditions de l’École Polytechnique de Montréal, 1997, 351 pages;

[11] DROUIN Gilbert, GOU Michel, THIRY Pierre, VINET Robert, Éléments de machines, Édition de l'école polytechnique de Montréal, 543 pages;

[12] LABONVILLE Réjean, Conception des circuits hydrauliques, Presses internationales Polytechnique, Édition corrigée, 1999, 512 pages;

[13] WHITE Frank M., Fluid mechanics, McGraw-Hill Companies, 6th edition, 864 pages;

[14] Incropera, DeWitt, Bergman, Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 6th edition, 2007;

[15] BERNIER Michel, Design et efficacité énergétique en mécanique du bâtiment, Presses internationales Polytechnique, 2001, 224 pages;

[16] PERRON, Note de cours hydraulique et pneumatique, Cegep de l’Abitibi-Témiscamingue ;

[17] CETINKUNT Sabri, Mechatronics, John Wiley &Sons, 2007, 615 pages;

60

ANNEXE I L’entrepreneuriat collectif

Pour des gens d’ici, par les gens d’ici !

69

ANNEXE II Une coopérative, c’est quoi ?

70

Tableau comparatif entre une coopérative, une compagnie et un organisme à but non lucratif COOPÉRATIVE COMPAGNIE ORGANISME À BUT NON

LUCRATIF (OBNL) L.R.Q., chapitre C-67.2 Loi sur les coopératives

L.R.Q., chapitre C-38 Loi sur les compagnies Partie IA

L.R.Q., chapitre C-38 Loi sur les compagnies Partie III

La loi est administrée par la Direction des coopératives du ministère du Développement économique, de l'Innovation et de l'Exportation (MDEIE).

La loi est administrée par le Registraire des entreprises (REQ).

La loi est administrée par le Registraire des entreprises (REQ).

PARTICIPATION À LA PROPRIÉTÉPart nominative Action au porteur Capital social ou capital-actionsLa part sociale est nominative. Article 39

Un certificat d'actions au porteur donne, à celui qui en est le porteur, le droit aux actions désignées. Article 54 ( par. 1 et 2)

Inexistant Article 224

La part sociale a une valeur nominale de 10 $, sauf dans une coopérative en milieu scolaire. Articles 41 et 221.5

Le capital-actions est sans valeur nominale, sauf disposition contraire des statuts. Article 123.38

La part sociale est rachetable L'action est rachetable Un membre peut obtenir, à certaines conditions, le remboursement de ses parts sociales à leur valeur nominale. Articles 38, 38.1, 44 et 202

La loi contient certaines dispositions spécifiques régissant l'achat et le rachat des actions à la valeur du marché. Articles 123.52 et s.

Ne s'applique pas.

Responsabilité des membres Responsabilité des actionnaires Responsabilité des membresLa responsabilité des membres est limitée au montant de leur souscription en capital social. Article 315 du Code civil du Québec

La responsabilité des actionnaires est limitée au capital souscrit. Article 41

La responsabilité des membres est limitée à l'obligation de verser une cotisation fixée par règlement. Article 222

Les membres ne sont pas personnellement responsables des dettes de la coopérative. Article 309 du Code civil du Québec

Les membres ne sont pas personnellement responsables des dettes de la compagnie. Article 309 du Code civil du Québec

Les membres ne sont pas personnellement responsables des dettes de l'organisme. Article 226

PARTICIPATION AU POUVOIR Un membre, un vote Une action, un vote Un membre, un vote Un membre n'a droit qu'à une seule voix, quel que soit le nombre de parts qu'il détient. Articles 4 et 68

Chaque actionnaire a droit à autant de votes qu'il possède d'actions votantes de la compagnie. Article 102

Un membre n'a droit qu'à une seule voix. Toutefois, les règlements peuvent limiter le droit de vote à certaines catégories de membres. Article 225

71

Le vote par procuration est interdit Le vote par procuration est permis Le vote par procuration est interditUn membre ne peut voter par procuration. Article 4

Chaque actionnaire peut voter par fondé de pouvoir. Articles 102 et 103

Un membre ne peut voter par procuration. Article 224

Il a le droit de se faire représenter par son conjoint ou son enfant majeur non membre, sous réserve des règlements Article 69

Responsabilité des administrateurs Responsabilité des administrateurs Responsabilité des administrateursRôle et devoirs de mandataires de la coopérative. Article 91 Articles 2130 et suiv. C.c.Q.

Rôle et devoirs de mandataires de la compagnie. Article 123.83 Articles 2130 et suiv. C.c.Q.

Rôle et devoirs de mandataires de l'organisme. Article 321 C.c.Q. Articles 2130 et suiv. C.c.Q.

Devoirs et responsabilités d'administrateurs d'une personne morale. Articles 321 à 330 C.c.Q.



Responsabilité dans certains cas. Article 90 (par. 1 et 2)

Responsabilité dans certains cas. Articles 96, 123.58, 123.64, 123.69, 123.71, etc.

Responsabilité dans certains cas. Article 95

Responsabilité en vertu d'autres lois. Responsabilité en vertu d'autres lois. Responsabilité en vertu d'autres lois.

PARTICIPATION AUX RÉSULTATSIntérêt sur le capital social Le dividende sur les actions n'est

pas limité

La loi décrète qu'aucun intérêt ne sera payable sur la part sociale. Par ailleurs, elle prévoit qu'un intérêt peut être payé sur la part privilégiée et que cet intérêt doit être limité par résolution du conseil d'administration. Enfin, un intérêt peut également être payé sur la part privilégiée participante, mais celui-ci doit être limité par règlement de la coopérative. Articles 4 ( par. 3), 42, 46, 49.1 et 49.4

Pourvu que : -la compagnie ne soit pas insolvable; -le paiement d'un dividende ne la rende pas insolvable ou ne diminue pas son capital. Article 123.70

Ne s'applique pas.

La part sociale ne peut avoir de plus-value

L'action ordinaire peut prendre une plus-value

L'article 147 décrète que la réserve ne peut être partagée entre les membres ou les membres auxiliaires. L'article 38.1 stipule que seulement les sommes payées sur les parts sociales des membres démissionnaires ou

Un actionnaire peut vendre ses actions à une autre personne, à un prix convenu avec elle. La rentabilité de la compagnie et la valeur des bénéfices non répartis influent sur la valeur des actions.

Ne s'applique pas.

72

exclus leur sont remboursées. Une personne non membre n'est généralement pas intéressée à payer à un membre un prix plus élevé pour ses parts que le prix d'émission, puisqu'elle peut en acheter à ce prix de la coopérative. La valeur de la réserve et la rentabilité de la coopérative n'influent pas sur la valeur des parts. Affectation des trop-perçus ou des excédents

Affectation des profits Affectation des excédents

Les trop-perçus annuels sont affectés à la réserve ou attribués aux membres ou aux membres auxiliaires, sous forme de ristournes, au prorata des opérations de chacun avec la coopérative, ou attribués au paiement d'un intérêt sur les parts privilégiées participantes à titre de participation aux trop-perçus ou excédents, le cas échéant. Articles 4, 143 et 149

Les profits peuvent être distribués sous forme de dividendes, si les administrateurs en déclarent selon les droits prévus pour les différentes catégories d'actions. Ils peuvent être également réinvestis dans la compagnie. Article 123.70

Les membres d'un organisme à but non lucratif n'ont aucun droit sur les biens ou les revenus de cette personne morale. De plus, un tel organisme n'attribue pas de ristourne à ses membres.

Liquidation Liquidation Liquidation Le détenteur de parts, dans le cas d'une liquidation, n'a droit qu'aux sommes versées sur ses parts.

Le détenteur d'actions ordinaires, dans le cas d'une liquidation, participe à la distribution de l'actif net. Article 123.40

Le membre, dans le cas d'une liquidation, ne participe généralement pas à la distribution des biens de l'organisme.

Le liquidateur paie d'abord les dettes de la coopérative ainsi que les frais de liquidation et rembourse ensuite aux membres les sommes versées sur leurs parts, suivant la priorité établie par règlement ou résolution du conseil. Après ces versements, le solde de l'actif est dévolu à une coopérative, à une fédération, à une confédération ou au Conseil québécois de la coopération et de la mutualité, par une résolution adoptée à la majorité des voix exprimées. Article 185 Cette disposition ne concerne pas les coopératives agricoles. Article 208

Le liquidateur paie d'abord les dettes de la compagnie ainsi que les frais de liquidation et distribue ensuite le solde de l'actif entre les actionnaires suivant leurs droits et intérêts dans la compagnie Article 12 de la Loi sur la liquidation des compagnies, L.R.Q., c. L-4

En effet, les lettres patentes de la plupart des organismes à but non lucratif ordonnent que le résidu des biens soit remis à un autre organisme poursuivant des fins similaires. Dans ce cas, les membres n'ont aucun droit sur les biens de l'organisme. Articles 28(2), 31(Q) et 224 Toutefois, si les lettres patentes sont muettes sur cette question, les membres ont droit à ces biens au prorata entre eux.

73

La participation dans l'entreprise coopérative

L'objectif d'une coopérative est de satisfaire certains besoins socioéconomiques communs de

ses membres. Les membres d'une coopérative sont des propriétaires-usagers. En tant que

propriétaires, ils assument ensemble les responsabilités liées à la propriété. Comme usagers, ils

se procurent des biens et des services ou y trouvent un emploi. À titre de membres, ils

participent

• à la propriété • au pouvoir • aux résultats

Participation à la propriété : un membre, un propriétaire

Les membres sont tous propriétaires à part égale de l'entreprise, peu importe le nombre de parts

sociales qu'ils possèdent ou les montants qu'ils ont investis. La responsabilité des membres se

limite au montant du capital social souscrit.

Participation au pouvoir : un membre, un vote

La participation au pouvoir, c'est l'exercice de la démocratie dans l'entreprise coopérative. Quel

que soit le nombre de parts que détient chaque membre ou le volume d'affaires réalisé avec la

coopérative, c'est la règle « un membre, un vote » qui s'applique.

L'assemblée générale : un véritable espace démocratique

L'assemblée générale des membres est le lieu privilégié d'exercice de la démocratie. On y

définit les grandes orientations et on y adopte les règlements de l'entreprise.

L'assemblée, lieu d'information, de débats et de décisions, accorde à tous les membres les

mêmes droits de parole, de participation et de vote. C'est encore la règle «un membre, un vote»

qui s'applique.

L'assemblée générale permet aux membres de voir de façon concrète les résultats de leurs

efforts. Aussi, les membres s'assurent-ils que l'entreprise prendra la direction souhaitée.

74

Le conseil d'administration : un pas de plus vers la participation

La présence des membres au conseil d'administration les place au cœur de la gestion de

l'entreprise. L'élection aux postes du conseil est ouverte à tous les membres de la coopérative, et

donne la chance à chacun de participer de façon plus significative au développement de

l'entreprise et de relever un nouveau défi.

Le conseil, élu par l'assemblée générale des membres, peut compter de 3 à 15 administrateurs.

La durée du mandat des administrateurs peut varier de un à trois ans et il est renouvelable. Les

pouvoirs et devoirs du président, du vice-président, du secrétaire, du trésorier et du directeur

général doivent être déterminés par règlement. Les titulaires de ces postes, nommés par le

conseil d'administration, sont désignés comme les dirigeants de la coopérative.

La participation aux résultats

Lorsque la coopérative réalise des excédents, ceux-ci sont affectés à la réserve de la

coopérative, soit pour consolider sa condition financière, soit aux fins de développement. Les

membres peuvent également décider de se répartir équitablement entre eux une partie de ces

excédents sous forme de ristournes. Toutefois, au moins 20% des excédents doit être affecté à

l'avoir, jusqu'à concurrence de 40% des dettes de la coopérative. Contrairement à ce qui se

passe dans les autres formes d'entreprises, les trop-perçus sont distribués au prorata des

opérations effectuées par chacun des membres avec leur coopérative et non en fonction des

sommes qu'ils y investissent.

La participation des travailleurs : pour un partenariat efficace

De plus en plus, les gens se tournent vers de nouvelles formes d'organisations permettant aux

travailleurs de prendre part aux décisions. Les avantages que comporte une collaboration étroite

entre travailleurs et dirigeants d'une entreprise sont évidents. Ce principe, présenté comme le

fruit d'une évolution dans le domaine de la gestion, n'a pourtant rien de nouveau : il est à la base

des coopératives de travail et des coopératives de travailleurs actionnaires. Depuis quelques

années, la coopérative de solidarité permet également aux employés de s'engager à part entière

dans l'entreprise.

75

ANNEXE III SonicCell : Station de nettoyage par ultrason

78

ANNEXE IV Nettoyant dégraissant Envirotechnik

Fiches technique et signalétique

82

ANNEXE V Plans de détails de la station

93

ANNEXE VI Théorie relative aux moteurs électriques

104

ANNEXE VII Théorie relative aux pompes

134

ANNEXE VIII Brûlure par l’eau chaude domestique

138

ANNEXE IX Détails des composantes du groupe moteur-pompe et

données relatives aux pertes de charge

139

140

143

ANNEXE X Information technique sur les raccords rapides

157

ANNEXE XI Pompe doseuse EnviroChem

Modèles 918 et 919

162

ANNEXE XII Nettoyant dégraissant ALI-DHER FM-7

Fiches technique et signalétique

167

ANNEXE XIII Théorie relative au capteur de température

169

ANNEXE XIV Théorie relative au capteur de position

170

Il existe 2 types de longueur de position présentant de l’intérêt, le premier est la position

absolue, soit la distance entre 2 points, et le second est l’incrément de position, soit le

changement de position. La plupart des capteurs de position sont en mesure de travailler avec

des positions linéaires et angulaires.

Représentation d’un potentiomètre linéaire et d’un rotatif dans le cas des capteurs de position

Le potentiomètre est considéré comme étant peu couteux, peu précis, à action limite, simple,

fiable et travail en position absolue. La tension de sortie est en effet proportionnelle à la

longueur du ressort comme on peut le voir sur la figure précédente et selon les équations ci-

dessous.

La famille des transformateurs à différentiel variable comprend 3 modèles, le transformateur à

différentiel variable linéaire, le résolveur et le synchro, tous opèrent selon les principes de base

d’un transformateur. La clef du principe de fonctionnement est que le changement de position

du rotor modifie le couplage électromagnétique entre 2 enroulements, un enroulement primaire

et un secondaire.

Dans le transformateur à différentiel linéaire les 2 enroulements sont stationnaires et le rotor de

base est fait d’un matériel avec une très haute perméabilité magnétique. Pour le résolveur et le

synchro, l’enroulement primaire est dans le rotor et l’enroulement secondaire est dans le stator.

Par la suite, l’enroulement du rotor ou du stator peut être excité avec une tension externe

171

connue et la tension induite sur un autre enroulement est mesurée laquelle est en relation avec

la position.

Circuit d’un transformateur à différentiel variable linéaire

L’enroulement primaire est excité par :

sin

Alors que le secondaire,

sin

Le principe de fonctionnement des résolveurs et des synchros est à toute fin pratique le même

que le transformateur à différentiel variable linéaire. Dans le cas des résolveurs on retrouve un

encodeur qui complète le traitement de la mesure de position.

172

Circuit de fonctionnement d’un résolveur

L’amplitude de la tension induite est en fonction de l’angle de position du rotor. Alors la

tension dans l’enroulement du stator est déterminée :

Alors que pour le synchro, le signal est démodulé et retiré de la fraction par un

redresseur synchrone et un filtre passe bas.

173

Exemple de circuit pour le traitement de signal d’un résolveur

Une autre famille de capteurs de position est appelé les encodeurs. Il y a 2 groupes majeurs

d’encodeurs, le premier est les encodeurs absolues et le second est les encodeurs à incrément.

L’encodeur absolu peut mesurer la position d’un objet par rapport à une position de référence

en tout temps. Le signal de sortie de ce type d’encodeur est sous forme d’un code digital. Pour

ce qui est de l’encodeur à incrément, il peut mesurer le changement de position et non la

position absolue.

Les encodeurs peuvent aussi être classifiés par rapport au type de position qu’ils mesurent :

translation ou circulaire. Dans les 2 cas le principe de fonctionnement est identique, l’un

fonctionne avec une échelle linéaire alors que l’autre fonctionne avec un disque circulaire.

Voici la liste des composantes d’un encodeur :

1. Une échelle linéaire ou circulaire avec une lumière et un modèle d’empreinte noir;

2. Une source de lumière;

3. 2 photodétecteurs ou plus;

4. Un masque stationnaire.

174

Disque d’incrémentation et encodeur absolu avec les signaux de sortie typiques

Principe de fonctionnement d’un encodeur à incrément rotatif

175

La résolution d’un encodeur absolu est déterminée par le nombre de photodétecteurs. Chaque

signal de sortie représente un bit du code digital de position et pour chaque position, ce code est

unique. La performance d’un encodeur est définie par :

1. La résolution : le nombre de mesure par révolution;

2. La vitesse maximale : la vitesse maximale est limitée par des raisons mécaniques ou

électriques;

3. Les canaux de sortie disponible : , , , , , ;

4. Le type de signal électrique de sortie : par exemple une ligne conductrice différentielle

sera utilisée dans le cas où de longs câbles sont utilisés ou alors dans des

environnements pouvant induire du bruit;

5. La limite mécanique : fonction des charges, l’étanchéité, vibration et température limite.

Le volet suivant est l’effet Hall, il s’agit d’un phénomène où un matériau semi-conducteur et un

conducteur développent un potentiel induit quand un matériau est dans un champ magnétique et

qu’un courant passe à travers lui. La magnitude de ce potentiel induit est en fonction du type de

matériel. Il est très petit pour les conducteurs, mais assez large pour les semi-conducteurs, de

telle sorte que cet effet est largement utilisé dans la conception des capteurs.

, ,

Où é " " é é é

C’est lorsque la tension de sortie varie en fonction de la force du champ magnétique que l’on

obtient un capteur Hall. Ce principe est aussi utilisé avec les capteurs à deux états (ON/OFF)

seulement.

176

3 capteurs à effet de Hall

Il existe aussi le capteur à écart de capacité, il mesure la distance entre la face avant du capteur

et l’objet ciblé. Il s’agit d’un modèle de capteur sans contact. L’objet ciblé devrait avoir une

haute permittivité relative, comme les métaux et les plastiques contenant du carbone.

Où

ù é é é à

Un circuit d’excitation permet au capteur de travailler à maintenir constante la grandeur du

champ électrique entre la tête du capteur et l’objet ciblé. Lors de changement de capacitance, le

courant changera proportionnellement. Le circuit d’excitation avec lequel la capacitance est

maintenue constante est contrôlé avec un courant utilisant un signal modulé à haute fréquence.

Ainsi, la réponse en fréquence d’un capteur capacitif spécifique peut varier en fonction de la

distance. La bande passante pour un capteur donné est donc fonction de l’écart mesuré en

pourcentage de la distance total.

177

Principe de fonctionnement d’un capteur capacitif de position

En ce qui concerne les capteurs de position à magnétostriction, ceux-ci fonctionne comme un

cylindre hydraulique. Un aimant permanent se déplace avec l’objet dont la position doit être

mesurée. La tête du capteur émet une impulsion de courant le long d’un fil qui est logé à

l’intérieur d’un guide d’ondes. L’interaction entre les deux champs magnétiques produit une

tension en torsion dans le guide d’ondes. Ainsi la distance peut être mesurée avec le temps entre

l’impulsion de courant envoyée et le retour de la tension de torsion.

∆

Où à

∆

Principe de fonctionnement d’un capteur de position à magnétostriction

Un autre modèle de capteur de position utilise le son, en effet celui-ci émet un son qui est

transmis via la propagation de la pression dans l’air. Deux caractéristiques importantes du son

178

est sa fréquence et son intensité. Ainsi les sons utilisés sont appelés des ultrasons puisque leur

fréquence (±200kHz) est largement supérieure à ce que l’humain est en mesure d’entendre

(20kHz). Donc ce capteur mesure la distance d’un objet en évaluant le temps entre l’envoie et la

réception de l’écho de l’ultrason. Connaissant la vitesse du son, on peut ainsi avec le temps

déduire la distance.

∆

Principe de fonctionnement d’un capteur de position ultrasonique

On retrouve aussi sur le marché des capteurs de type photoélectrique, ceux-ci mesure la

distance ou la présence d’un objet à partir d’un point de référence utilisant une lumière. Dans le

cas où l’utilisation est pour la détection de la présence d’un objet, ce dernier fourni seulement 2

sorties de forme discrète (ON/OFF), selon que le rayonnement de la lumière est capté ou non.

Dans le cas où l’utilisation est pour l’évaluation de la distance, la réponse sera plutôt

proportionnelle à la tension basée sur la force de la lumière reflétée.

Composantes et principe de fonctionnement d’un capteur par faisceau

La dernière famille de capteur de position sert plutôt à la détection de la présence d’un objet ou

non. La réponse fournie est seulement 2 sorties de forme discrète (ON/OFF). Le premier groupe

est basé sur le principe de propagation de la lumière (photoélectrique), il en existe 3 types :

179

1. Par faisceau;

2. Par réflexion;

3. Par diffusion.

Le mode opératoire de ces modèles est sensiblement le même, la différence est dans le mode de

transmission et de réception de la lumière.

Principe de fonctionnement d’un capteur de présence photoélectrique

Le second groupe se base lui sur la déviation du champ magnétique pour détection la présence

d’un objet, il en existe 2 types :

1. Inductif;

2. Capacitif.

Principe de fonctionnement d’un capteur de proximité

180

ANNEXE XV Calcul de l’énergie pour le chauffage de l’eau

(Situation actuel et la nouvelle station)

181

Calcul de l’énergie annuelle nécessaire selon la situation actuelle Quantité d’eau utilisée annuellement : Boîtes vertes : 74 868 / é Boîtes grises : 22 020 / é Boîtes bleues : 4 404 / é Total : 101 292 / é Calcul de l’énergie nécessaire pour chauffer la quantité d’eau chaude utilisée annuellement de 4°C à 80°C :

∆ ∆ Où : q = Énergie en KJ Cp = Capacité calorifique de l’eau ΔT = Différance de température ρ = Masse volumique V = Volume

1 101 292 4.20 ° 76 °

32332

323321

3600 8.98

Calcul de la quantité d’huile nécessaire pour chauffer l’eau sachant que la combustion de l’huile fourni 44000 KJ/Kg et a une masse volumique de 880 Kg/m3 et que les bouilloires ont un rendement de 70%.

32332 101

44000 70%1

880 1000

1193

182

Calcul de l’énergie annuelle nécessaire avec la station Quantité d’eau utilisée avec la station : Boîtes vertes : 800 496 / é Boîtes grises : 141264 / é Boîtes bleues : 11772 / é Total : 953532 / é Puisqu’on cherche à avoir de l’eau à environ 45°C pour le nettoyage avec la station, on peut facilement conclure avec une règle de 3 qu’on utilisera 46.1% d’eau froide à 4° et 53.9% d’Eau chaude à 80° . Ainsi, seulement 53.9% de l’eau doit être chauffé soit 513 953 Calcul de l’énergie nécessaire pour chauffer la quantité d’eau chaude utilisée annuellement de 4°C à 80°C :

∆ ∆ Où : q = Énergie en KJ Cp = Capacité calorifique de l’eau ΔT = Différance de température ρ = Masse volumique V = Volume

1 513 953 4.20 ° 76 °

164 054

1640541

3600 45.57

Calcul de la quantité d’huile nécessaire pour chauffer l’eau sachant que la combustion de l’huile fourni 44000 KJ/Kg et a une masse volumique de 880 Kg/m3 et que les bouilloires ont un rendement de 70%.

164 054 101

44000 70%1

880 1000

6053

183

ANNEXE XVI Augmentation des coûts annuels d’opération à prévoir

184

C’est lors de la première visite aux serres que M. Dubé a fourni l’information à ce qui a trait au

projet d’expansion de la production de tomates. En effet, la coopérative prévoit, d’ici les cinq

prochaines années, augmenter la production de tomates de l’ordre de 20%, passant de

907 186kg (2 000 000lbs) à 1 088 623kg (2 500 000lbs) annuellement. De ce fait, afin d’évaluer

l’impact de cette augmentation de production sur le nettoyage des boîtes, les données du

tableau 4.1 ont été majorées de 20%, de sorte que le nombre de personnes affecté à la tâche

passe de 2 à 3 personnes et les autres coûts sont augmentés de 20%. Ces données sont

compilées dans le tableau suivant.

Tableau 4.2 : Coûts annuel à prévoir selon l’augmentation de production

Boîte Nombre de boîtes Coût de main d’œuvre Autres coûts* Total

Verte

15 000

(1 200 / semaine)

9 792$ - 3 personnes (12$/h) - 1 j/semaine, 8h/j - 34 semaines/an (8 mois)


10 012$

Grise 600 1 920$



1 960$

Bleue 70 192$



202$

Total - 11 904$ 270$ 12 174$ * Salaire avec avantages sociaux : 10$/h + 20%

Encore une fois, si le montant est majoré de 10%, les coûts passent aux alentours de 13 500$. À

noter que les données pour les boîtes grises et bleues n’ont pas eu à être ajustées, puisqu’une

augmentation de la production n’impliquera probablement aucun achat supplémentaire de ces

modèles de boîtes en raison de leur affectation respective. Par la suite, le nombre de boîtes

vertes à nettoyer chaque semaine est passé de 1000 à 1200, de ce fait il est nécessaire d’ajouter

une troisième personne afin de respecter les délais fixés à une journée par semaine pour le

nettoyage de celles-ci. En effet, comme la cueillette est selon un horaire de trois jours par

semaine, les lundis, mercredis et vendredis et que 100% de la main d’œuvre est affectée à cette

tâche, le nettoyage des boîtes ne doit en aucun cas excéder une journée.

185

Si l’on compare ces chiffres avec ceux du tableau 4.1, on constate qu’une augmentation de 20%

de la production contribue à une augmentation de 26% des frais directs reliés aux nettoyages

des boîtes utilisées, passant de 10 000$ à 13 500$.

186

ANNEXE XVII Détails des soumissions

194

ANNEXE XVIII Théorie et calculs relatifs à l’établissement de la VAN

195

L’investissement initial :

Il est important de mentionner que l’entreprise a spécifié que pour la fabrication de cette station

aucun emprunt ne serait contracté.

Coût de la nouvelle station 28 682 $Plus : Frais d’installation et de mise en marche 795

Moins : Valeur du vieil équipement 0Plus : Montant investi dans le fond de roulement 0

29 477 $

Recettes nettes après impôts :

11

8890 7198 1 0.401 0.12 5043$

Économie d’impôt lié à l’amortissement fiscal :

1 0.51

28682$ 0.20 0.40 1 0.5 0.120.12 0.20 1 0.12 6786$

Hypothèse : - Taux dégressif annuel 20% - Taux d’imposition 40%

Valeur de revente :

La durée de vie moyenne des équipements de l’entreprise a été fixée à 8 ans, on assume ainsi

que la valeur de revente équivaut au tiers de la valeur initial.

128682$ 33%

1 0.12 3861$

Hypothèse : 12% taux d’actualisation

Bien que l’entreprise ne prévoit pas le vendre après sa durée de vie utile en raison de la

spécificité de la station, il est à prévoir que l’entreprise devra faire une réfection majeure de la

station après la durée de vie moyenne de l’équipement.

196

Perte d’économie d’impôt lié à l’amortissement :

128682$ 33% 0.20 0.40

0.12 0.20 1 0.12 956$

Hypothèse : - Taux dégressif annuel 20% - Taux d’imposition 40%

Les autres sections ne s’appliquent pas au projet.

204

ANNEXE XIX Calcul de la consommation de produit nettoyant annuelle

205

Calcul du temps d’utilisation de la station :

Pour les boîtes vertes :

4 34é 136 / é

Pour les boîtes grises :

8 3é 24 / é

Pour les boîtes bleues :

2 1é 2 / é

Calcul de la consommation de produit nettoyant :

Selon les spécifications de la pompe doseuse, celle-ci doit fonctionner à un minimum de

15L/min (4gpm). Il est donc possible de calculer la quantité de produit nettoyant par année.

À faible concentration, soit un ratio de 512 :1, représentant 1.95mL/L :

15 136é

60 1.95 11000 239

1 è20 12 è

À haute concentration, soit un ratio de 48:1, représentant 20.8 mL/L :

15 26é

60 20.8 11000 487

1 è20 25 è

Au total c’est donc 37 chaudières de produit nettoyant concentré que l’entreprise devra se

procurer au coût de 142$ la chaudière de 20L, ce qui donne la somme de 5 254$.

Date post:	05-Nov-2019
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