Lorsqu'une grue soulève des charges pouvant atteindre 65 tonnes, il est essentiel de garantir un fonctionnement fiable et sûr. Lorsque la grue A7, située sur le quai du canal « Gent-Terneuzen », n'était plus en mesure d'assurer cette capacité, ArcelorMittal Belgium a opté pour une conversion électrique. Grâce à la technologie Siemens, ATS a veillé à ce qu'elle fonctionne désormais mieux que jamais.
Matières premières, port et transport
ArcelorMittal Belgium dispose, à Gent , d’un site de près de 100 hectares et emploie environ 5 000 personnes. Sans une organisation rigoureuse, ce serait une véritable pagaille dans la zone du canal de Gand. Le département « Matières premières, port et transport » gère l’essentiel du transport sur le site. Cela concerne notamment les navires qui accostent aux quais de déchargement, ainsi que les trains et les convoyeurs qui traversent le site. « Nous veillons à ce que chaque service reçoive les bons matériaux au bon moment pour assurer la production », explique Mario Minnaert en résumant ce que fait le service « Matières premières, port et transport ». « Tout ne va pas directement dans le haut fourneau ; une partie est livrée à notre usine d’agglomération et de coke ou à d’autres services, ou revient ensuite chez nous pour être stockée. » M. Minnaert est chargé du soutien technique. « J’accompagne nos fournisseurs dans le cadre de projets. D’une part, pour leur expliquer comment nous souhaitons travailler ici. D’autre part, pour conserver en interne les connaissances acquises au cours de ces projets. »
Chargement et déchargement de dalles et de bobines
En s'approchant de la partie du site qui borde le canal, on aperçoit de loin quatre grandes grues à portique qui dépassent des bâtiments. « En réalité, ce sont des grues à conteneurs reconverties », révèle Minnaert. Mais aujourd’hui, nous sommes venus pour la grue bleu glacier qui se trouve juste à côté : l’A7. « Une véritable grue portuaire d’une hauteur de 30 m. Elle décharge les matières premières, les bobines et les brames, des bateaux qui accostent, avec des charges pouvant atteindre 65 tonnes (par brame ou bobine).» Les brames épaisses sont issues du haut fourneau. Elles sont ensuite progressivement amincies dans les ateliers de laminage à chaud et à froid pour former des bobines, en fonction des exigences du client. Minnaert : « L’acier utilisé dans une voiture diffère de celui servant à fabriquer un réfrigérateur. Cela va des matières premières entrant dans la composition jusqu’aux traitements ultérieurs. L’objectif est de produire l’acier jusqu’aux produits finis en huit semaines. »
Fiabilité n'est plus garantie
La grue portuaire A7 assure depuis les années 2000 le chargement et le déchargement des brames et des bobines. « Elles arrivent ou partent vers d’autres sites d’ArcelorMittal, ou sont expédiées directement d’ici vers les clients. » Mais la fiabilité de l’A7 laissait fortement à désirer ces dernières années et il n’était plus possible de trouver des pièces de rechange. « Lorsqu’un navire accoste, il doit pouvoir repartir dans les plus brefs délais, sinon cela n’a aucun intérêt. En d’autres termes, il faut que cela aille vite, sans pour autant négliger la sécurité. Cela devenait également de plus en plus difficile, car il ne restait pratiquement plus de grutiers sachant comment manœuvrer la grue. » En conséquence, ArcelorMittal a dû louer une grue mobile pour prendre le relais de l’A7. « Et cela a un coût non négligeable », précise Minnaert.
Conversion électrique
Différentes options ont été examinées, notamment la possibilité que les portiques adjacents puissent prendre le relais ou, à tout le moins, assurer un dépannage en cas d’urgence. « Mais l’A7 reste un maillon essentiel ici, sur le quai. » ArcelorMittal a donc souhaité convertir la grue portuaire à l’électricité. « Afin qu’elle fonctionne de manière fiable, qu’elle soit simple à utiliser et facile à diagnostiquer en cas de problèmes », résume Minnaert. Un cahier des charges détaillé devait en jeter les bases. Le constructeur d’origine de la grue a alors donné son aval à ATS. « ATS a déjà réalisé ici, dans d’autres départements, plusieurs rénovations de grues à la grande satisfaction de tous. Leur prix était raisonnable et ils ont pu respecter notre calendrier. De plus, il y a des avantages à travailler avec un partenaire situé juste à côté », souligne Minnaert en désignant l’autre rive du canal Gent-Terneuzen, où ATS se trouve à 6 km à vol d’oiseau.
Vérifier 500 E/S
Pour Minnaert, ce fut le début d’une collaboration particulièrement agréable. Il le répète au moins trois fois au cours de l’entretien. Qu’est-ce qu’il a tant apprécié ? « Thibau (Lavent, chef de projet chez ATS) et son équipe s’attaquent aux choses comme j’aime le faire moi-même : avec une préparation minutieuse et une approche très pragmatique lorsqu’on rencontre des problèmes. Car dans une refonte de cette envergure, on en rencontre immanquablement. » Au total, il s’agissait d’environ 500 E/S, pour donner une idée de l’ampleur du projet. ATS a passé au crible les schémas, les a recoupés avec la réalité et les fonctionnalités existantes, puis a réétiqueté chaque fil avant de les intégrer dans un schéma numérique actualisé. L’ensemble totalisait plus de 900 pages. À cela se sont ajoutés deux nouveaux variateurs CC – un pour le levage et un pour le pivotement –, une configuration SINAMICS S120 pour la translation, ainsi qu’un nouvel automate programmable (PLC). Le choix de Siemens s’est imposé comme une évidence tant pour ATS, en tant que partenaire Solution (voir encadré), que pour ArcelorMittal. « Un système de commande bien connu au sein de l’entreprise », précise Minnaert. Afin d’améliorer la fiabilité, ATS a également installé au préalable sept armoires supplémentaires, construites par son département BU Electrical Panels. Elles ont notamment remplacé de petits îlots IP65 équipés de connecteurs. Le département de mécatronique d’ATS a également fabriqué des éléments de support et de fixation pour assurer un montage optimal de l’ensemble.
Rétroingénierie
Les travaux de transformation proprement dits étaient prévus pour décembre et janvier et devaient durer cinq à six semaines. Le planning prévoyait deux semaines de transformation, puis le raccordement et les tests. Une nacelle élévatrice de 37 m a été installée à proximité afin de pouvoir travailler en toute sécurité. Malgré le temps maussade, l'équipe d'ATS a pris de l'avance sur le calendrier. Elle pourrait bien en profiter pour remettre la grue en parfait état de fonctionnement. « Le plus grand défi a été de convertir le code PLC existant vers TIA Portal, sans devoir tout réécrire », explique Lavent. « On peut certes tout copier, mais il s’agit en réalité de deux langages différents. Pour réussir cette conversion, il faut procéder à une ingénierie inverse, afin que la grue puisse à nouveau fonctionner exactement de la même manière. Mais on se retrouve toujours bloqué à un moment donné lors des tests, car tout n’était plus exactement comme sur le schéma d’origine. »
Fini les problèmes
Lavent : « Ainsi, le démarrage des huit moteurs destinés au déplacement de la grue a pris un peu plus de temps que prévu. D’après les schémas disponibles, nous avions tablé sur un fonctionnement à 400 V et 50 Hz. Or, lors de la phase de mise en service, nous avons découvert que les moteurs fonctionnaient à 87 Hz. Heureusement, nous avions déjà constaté lors des préparatifs que les variateurs variateurs de fréquences existants étaient largement surdimensionnés. C’est pourquoi nous avons également opté pour un variateur largement surdimensionné, ce qui s’est avéré être la bonne décision pour permettre aux moteurs de fonctionner sans problème à 87 Hz. »
Pour Minnaert, l’équipe d’ATS s’est révélée, dans ces situations, un partenaire sur lequel on peut compter à tous les égards. « Chaque problème a été examiné étape par étape, toujours en étroite concertation avec nous. On sentait tout de suite qu’ils savaient de quoi ils parlaient. Cette expertise, associée à une préparation minutieuse, a été la clé du succès », affirme Minnaert avec conviction. Car c'est bel et bien un succès. Depuis que la grue portuaire A7 a repris du service cette année, aucun problème n'est plus survenu. Les grutiers peuvent commander la grue plus facilement que jamais depuis la cabine ou depuis la sous-station, grâce à des écrans flambant neufs.
Un logiciel tout-en-un
La version 2.0 de l'A7 chez ArcelorMittal Gent illustre parfaitement la puissance d'un écosystème Siemens. La technologie d'entraînement (SINAMICS DCM et SINAMICS S120), l'automatisation (SINAMICS S7-1500F), la technologie réseau (SCALANCE W), l'électrification (SENTRON 3VA et 3WA) et le logiciel (TIA Portal) fonctionnent en parfaite harmonie dans cette grue portuaire modernisée. « ATS a mis au point pour ArcelorMittal une solution économe en énergie, sûre et conviviale », explique Jeroen Afslag, responsable des partenariats chez Siemens. Il évoque notamment le fonctionnement régénératif des variateurs et les blocs de sécurité intégrés au sein de TIA Portal. « Grâce à l’intégration sur l’ensemble de la chaîne, tout a pu être regroupé dans un seul logiciel, ce qui facilite non seulement le développement, mais aussi la maintenance ultérieure. En tant que partenaire de solution fidèle de Siemens, ATS maîtrise parfaitement tous ces aspects. » Cette fois-ci, cependant, ils ont tout de même sollicité une assistance technique. « On ne rencontre pas tous les jours la technologie CC, surtout à cette échelle. Les moteurs et variateurs à courant continu sont très robustes et performants, mais aussi très complexes. Nous avons donc mis ATS en relation avec un expert Siemens spécialisé dans ce domaine et fort de plus de 25 ans de connaissances et d’expérience. Les projets, aussi pointus soient-ils sur le plan technologique, reposent toujours sur les personnes. L’essentiel est de réunir la bonne équipe pour les mener à bien », conclut Afslag.
