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6 juillet 2014 7 06 /07 /juillet /2014 00:36

La fabrication du ferromanganèse au haut fourneau: un secret de fabrication perdu?

 

" L'usage du secret- et partant de sa transgression- fait à ce point partie du "paysage technique",qu'il fut peu ou prou entièrement assimilé à l'espionnage. A tort, toutefois,le secret fut, et demeure peut être  l'un des modes ordonnateurs de la pensée technique occidentale"(A.F.Garçon 2004, 247)

 

 

1906. L'achat du secret de fabrication par les Aciéries de Paris et d'Outreau

Le procédé de fabrication du ferromanganèse au haut-fourneau  a été inventé en France  (Pourcel 1885, 3-21-52)  aux Forges de Terrenoire près de Saint Etienne par la société éponyme en 1875. Deux autres sociétés françaises s'intéressent alors également à cette fabrication: les Hauts fourneaux de Saint-Louis à Marseille et la société de Montluçon
En 1906 le haut fourneau marseillais est racheté par les
Aciéries de Paris et d'Outreau démonté et déménagé à Outreau près du port de Boulogne-sur-Mer. Le transfert de fabrication est complet portant à la fois sur le matériel, la reconstruction, la remise en service, les archives  et  le secret de fabrication.

 

Jusqu'à sa faillite en 1979, APO gardera  un strict secret sur ses fabrications de ferroalliages

Le secret de fabrication portera sur  le réglage du procédé: composition, répartition et homogénéisation de la charge minérale, composition du laitier,  surchauffe et suroxygénation du ve, et sur les solutions  techniques adoptées : profil et construction des hauts fourneaux: haut fourneau prototype  (Usine d'Outreau, HF2 1959)., et à partir de 1960, construction de l'usine de Boulogne sur mer qui comprendra outre un appontement minéralier et de trois hauts fourneaux (1961, 1964, 1972) construits puis  agrandis avec beaucoup de précaution à l'image du haut fourneau prototype.

Une  part importante du secret de fabrication (exploitation des hauts fourneaux, coulée du ferromanganèse et du laitier sera  détenue par les contremaîtres de hauts fourneaux et les fondeurs  (HFAP notes1959)

 

1980. Reprise et extension du secret de fabrication par la Société du ferromanganèse Paris-Outreau.

 

A partir de 1980, la production de ferromanganèse sera assurée par la Société du Ferromanganèse de Paris-Outreau (SFPO) contrôlée  par le groupe minier Comilog exploitant au Gabon la mine de manganèse  de Moanda.

A l'occasion d'une tentative d'amélioration du taux de récupération du manganèse par rétention du laitier en fin de coulée, la constitution du secret de fabrication  se poursuit par  la prise de conscience des effets néfastes sur le fonctionnement des hauts fourneaux réglés comme ceux de APO, des matières alcalines (Na2O et K2O)  apportées par les minerais de manganèse provenant des nouveaux gisements de minerai de manganèse ouverts à partir de 1960 au Gabon, en Australie et au Brésil.

 

En 1980, il s'agit donc de transmettre le secret de fabrication à la direction de SFPO, (et de sa société mère COMILOG,  société minière, logiquement convaincue des qualités du minerai de manganèse de moanda qu'elle commercialise. De 1980 à 1983, une charge en minerais composée pour 2/3 de moanda  (riche en alcalins) et de 1/3 de minerais sud-africains (pauvres en alcalins) donne une marche régulière des hauts fourneaux , grâce au nettoyage des  creusets en fin de coulée par soufflage énergique. Cette charge est  maintenue jusqu'en 1983, où pour répondre à la demande de la société minière Comilog .  le minerai de moanda intervient à 100%. Ce changement s'accompagne

d'une légère augmentation (2%) de la consommation spécifique de coke et d'une baisse de deux points du taux de récupération du manganèse.

Des essais d'agglomération sont engagés, sans résultats notable..Finalement de nouvelles règles d'exploitation sont mises en place  en même temps que des installations de suroxygénation du vent intervenant en secours en cas de refroidissement brutal des hauts fourneaux

 

Les extensions du secret de fabrication réalisées par SFPO concernent notamment trois points: le plus important étant la production du ferromanganèse au vent surchauffé par torches à plasma, l'emploi de cette technologie pour produire au haut fourneau du silicomanganèse, et les limites de cette technologie pour assurer l'équilibre thermique de la zone d'élaboration (essai de production de ferromanèse à très basse teneur en silcium)

Technologie  plasma.

A cette époque SFPO étudie et développe une technique  révolutionnaire:  la  surchauffe du vent de 1250 à à 1800°C par torche à plasma. L'objectif est la diminution de la consommation spécifique de coke.  L'opération, positive,  est prolongée par l'équipement d'un haut fourneau qui fonctionne avec six torches de 1983 à 1991, SFPO considérant alors plus avantageuse la vente de l'énergie électrique  à EDF plutôt que son recyclage (Bour, 1987). L'opération avait été  préparée et réalisée avec l'aide de l'IRSID (Institut de recherche de la Sidérurgie), de l'ADEME (Agence pou le Développement et la Maitrîse de l'Energie)  et d'EDF

L'application au haut fourneau à ferromanganèse intégre alors le secret de fabrication SFPO tandis que les savoir-faire  liés à la technique torche proprement dite et aux réfractaires spéciaux nécessaires à sa mise en œuvre sont partagés par SFPO et les sociétés concernées. Le partage se fait d'autant plus facilement que les spécialistes de l'IRSID considérent le haut fourneau de manière théorique (comme une boîte noire), sans s'intéresser à son exploitation proprement dite. Les technologies propres à l'énergie plasma et aux réfractaires restent hors secret de fabrication.  Parmi les interrogations soulevées par la mise en place de la nouvelle technique, l'augmentation  de la charge en alcalins occupait la première place. Malgré une  consommation journalière de coke constante, la recherche d'une baisse de la consommation spécifique de coke se traduit pourtant par une augmentation de la quantité journalière d'alcalins introduits par la charge.

Production de silicomanganèse au haut fourneau .

En 1986 encore est entrepris un essai de production de silicomanganèse .

La dernière fabrication de silicomanganèse avait eu lieu à l'usine APO d'Outreau grâce à la suroxygénation du vent.  La surchauffe du vent par énergie plasma  permet à l'usine de Boulogne une réduction très significative (40%) de la consommation spécifique de coke.  

 

En 1987 un changement de direction de SFPO amène  l'usine de Boulogne à se consacrer uniquement à la production et  la vente du ferromanganèse excluant toute recherche et tout projet de développement.  A cette date le secret de fabrication est définitivement fixé et  respecté jusqu'à la fin des années 1990 : l'usine de Boulogne profite alors des progrès techniques réalisés et assure 10 % de la production mondiale de ferromanganèse.

 

1997. Comilog-France contrôle de l'usine de Boulogne et abandonne le secret de fabrication établi à partir de 1906 par APO et SFPO.

En 1997 Comilog-France deviendra une filiale du  groupe Eramet []. L'usine de Boulogne sur mer après un vaste programme d'investissements cessera définitivement son activité en 2003. Dès 1997, le nouvel exploitant avait travaillé  à la mise en œuvre d'un procédé modifiant très sensiblement le procédé original.

 

Un an plus tard,  un article intitulé "La fabrication du ferromanganèse en France 1875-2003. Naissance, vie et mort d'un procédé industriel "(Truffaut 2004,1-29) s'interrogeait  sur les raisons de cette disparition

Deux explications évoquaient la perte d'un secret de fabrication, soit par la difficulté voir l'impossibilité de le codifier donc de le transmettre autrement qu'oralement, soit  par perte de celui à mesure du renouvellement "naturel" des opérateurs. Ces explications ne semblaient pas alors très vraisemblables. .

Une  troisième explication  avançait des causes économiques:  augmentation du prix du coke sur le marché international,  la baisse de la demande de ferromanganèse,  concurrence du   procédé  au  four électrique  qui, sauf en Chine et dans quelques autres pays condamnait  la fabrication du  ferromanganèse au haut fourneau.

 

Dix ans plus tard, cette analyse doit être corrigée après la parution d'un ouvrage collectif "Dompteurs de Feu, des APO à Métall' Opale"  (Centre Culturel et Social d'Outreau 2006, 186p). L'ouvrage est abondamment illustré. Une photo légendée: "Suite à un incident la matière sort par l'orifice de la tuyère" est révélatrice. Le procédé mis en œuvre par le dernier exploitant a ignoré le problème posé par la teneur en matières alcalines du minerai de Moanda ("la matière" de la photo). Le haut fourneau avait été arrêté pour changer une  tuyère et lors de l'arrêt  le tassement de la charge sur le creuset a fait déborder par l'ouverture de la tuyère les silicates alcalins dont le creuset était rempli

 

Le  dernier projet a été développé en méconnaissance d'un des points majeurs  du secret de fabrication  du ferromanganèse au haut fourneau développé par APO de 1959 à 1979. Il s'agissait  pour obtenir une consommation spécifique de coke minimale, en même temps  que le meilleur taux possible de récupération du manganèse, d'augmenter à partir d'un haut fourneau prototype avec beaucoup de précaution le diamètre d'un nouveau fourneau ou d'un haut fourneau agrandi. C'est ainsi  que du haut fourneau prototype de 1952 (diamètre au creuset de 3.60 m), les

diamètres successifs des hauts fourneaux construits ou agrandis de l'usine de Boulogne ont été compris entre 4.0 et 4.5 m Après 1980, SFPO n'intervient pas sur les diamètres au creuset des hauts fourneaux

 

A la  fin des années 1990, Comilog-France qui a remplacé SFPO décide de s'affranchir du secret de fabrication du ferromanganèse précédent ,  et de porter à 7 mètres le diamètre du creuset du haut fourneau de l'usine de Boulogne. Du même coup ce haut fourneau est rendu très sensible à la rétention d'alcalins.

Il a fallu presque un siècle de 1906 à 1996 à APO et  SFPO pour constituer  un secret de fabrication qui leur permettra d'assurer 10% de la production mondiale de ferromanganèse:

Il était difficile à COMILOG-France de constituer en deux ou trois ans un nouveau secret de fabrication

 

 

ET

Juin 2014.

 

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Published by Edmondtruffaut
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DEZERVILLE 25/01/2016 15:23

Cette article, sur la fabrication du ferromanganèse au haut fourneau est très intéressant

Pour avoir moi-même travailler dans l'usine de Boulogne, je peut affirmer qu'en fait, le "secret" de fabrication du ferromanganèse n'a pas été perdu, mais a plutôt été été incompris par une succession de dirigeants qui pensait pouvoir aller à l'encontre des lois de la thermodynamique ou des lois du génie chimique, sur des considérations purement économiques...

Bref, plutôt que de recourir, à grand frais, aux services de consultants chargés de compiler des listes d’économies sans vision globale des interactions négatives de ses actions entre elles, ces dirigeants auraient beaucoup mieux fait de faire confiance aux ingénieurs du site qui eux maîtrisaient les process...

C'est un mal bien français de faire d'avantage confiance à un consultant extérieur plutôt qu'aux ingénieurs ayant les connaissances techniques...

Sans rentrer dans les détails, ce qui a vraiment dégradé les résultats techniques de ces hauts-fourneaux a été la stratégie de vouloir pousser la production coûte que coûte en augmentant le débit de vent chaud, même lorsque la configuration du profil thermique ne le permettait pas... Les conséquences ont été l'augmentation du nombre de blocage des hauts fourneaux (provoqués par engorgement des matières liquides dans les zones froides) et une accumulations des alcalins qui contribuaient à dégrader le bilan thermique...

A la fin des années 90, les exploitants de ces installations n'ont jamais compris (ou voulu comprendre) qu'il fallait réguler le débit de vent chaud en fonctions du bilan thermique et non par rapport à l'objectif de production qui était fixé...

D'autres sous-process comme l’optimisation du tri des coulées en fonctions des analyses a aussi été abandonné dans la même période pour des questions d'économies de personnel, privant aussi l'exploitant des analyses de métal et de laitier,les nuits et week-end, le privant ainsi d'indicateur d'éventuelle dérives...

Bref, a force de piloter cette usine sur des considérations purement financières à court terme, en oubliant que les performances ne pouvaient être obtenus que par des considérations techniques, ces dirigeants ont conduit à son naufrage définitif..

Si une leçon doit être tirer de cette histoire: Dans une usine , le pouvoir de décision doit être donné prioritairement aux techniciens et ingénieurs et pas aux financiers ni aux commerciaux.

Les ingénieurs sont suffisamment intelligents pour tenir compte des éventuelles contraintes financières ou commerciales.

PhD

janv 2016