Généralités sur les gaz pétroliers liquéfiés

Le Butane et le Propane, appelés couramment « GPL » sont des gaz de Pétrole Liquéfiés. Il s’agit de dérivés du pétrole et/ou du gaz naturel. L’appellation « Gaz de Pétrole Liquéfiés » est exclusivement réservée au Propane et au Butane, car ils sont les seuls à être gazeux à pression et température ambiante (1,013 bar et 15°C) et à se laisser liquéfier sous faible pression (respectivement à 7,5 et 1,5 bar).

Ceci, présente l’intérêt de stocker une importante quantité d’énergie, dans un volume réduit, ce qui permet de le transporter plus facilement que pour les gaz non condensables (méthane, éthane) qui exigent des pressions très élevées et le commercialiser aisément dans les bouteilles en acier puisqu’il est gazéifié au moment de son utilisation.

L’utilisation des GPL présente des avantages par rapport au diesel en permettant de réduire [1] :
– 50% des émissions d’oxyde d’azote.
– 60% des monoxydes de carbone.
– 90% hydrocarbures et particules.

Historique des GPL

Les secteurs du pétrole et du gaz n’ont développé que tardivement l’industrie des GPL, les gaz butane et propane. Leur histoire débute avec celle du XXe siècle. Au tout début de la production d’essence, un des problèmes rencontrés était la rapide évaporation du produit une fois stocké. En 1911, un chimiste américain, Walter Snelling, démontra que la présence de propane et de butane dans l’essence était à l’origine de l’évaporation. Il développa rapidement une méthode pour séparer ces gaz de l’essence.

La première production de GPL pour leur utilisation remonte aux années 20 et il faut attendre les années 50 pour les échanges commerciaux d’envergure. L’utilisation des GPL n’a vraiment commencé que dans les années 40. Dès 1932, une grande compagnie pétrolière introduisit les GPL en France. En 1938, une importante compagnie gazière fait construire une usine de remplissage de bouteilles de gaz en Italie, près de Venise. Mais la guerre mit un frein à ces premiers développements.

Au début des années 50, des entreprisesremplissaient des bouteilles de GPL à usage domestique en les commercialisant sous licence chez des revendeurs. La croissance à de pair avec les capacités de raffinage. Capacités qui furent augmentées dans les années 60 alors que de nouvelles raffineries étaient construites et que le fuel remplaçait le charbon comme combustible industriel. Les ventes de GPL en Europe passèrent de 300 000 tonnes en 1950 à 3.000.000 de tonnes en 1960 puis à 11 millions en 1970 .

Avant les années 70, la commercialisation du GPL était essentiellement une activité régionale, chaque secteur géographique ayant ses propres structures de prix, expéditions, acheteurs et vendeurs. La première transaction d’envergure eut lieu dans les années 1950, des Etats-Unis vers l’Amérique du Sud. La crise pétrolière de 1973 a marqué un tournant. Après avoir réalisé que les exportations de GPL pourraient générer un important retour sur investissement, de nombreux pays pétroliers construisirent les infrastructures pour les GPL. L’expansion de la capacité de production de GPL au Moyen-Orient au cours de la décennie 1975- 1985 fut réellement impressionnante – passant d’un total de 6 millions de tonnes de capacité existante en 1975 à 17 millions en 1980 et 30 millions en 1985. Le Moyen-Orient ne fut pas la seule région d’implantation d’usines GPL. L’Australie, l’Indonésie, l’Algérie, la mer du Nord, et le Venezuela représentaient également de nouvelles sources d’approvisionnement. Les années 1980 se révélèrent être une période d’expansion considérable des exportations de GPL dans le monde. Le marché des GPL devint véritablement international à cette époque. Les producteurs avaient besoin d’acheteurs, qu’ils soient en Asie, en Europe, aux États-Unis ou en Amérique du Sud. Les nouveaux volumes à l’exportation devaient trouver de nouveaux débouchés [2].

Définition des GPL

Le GPL est un mélange gazeux composé essentiellement de butane et du propane à température ambiante et pression atmosphérique, et peut passer à l’état liquide sous les conditions suivantes :
• Pression relevée à température ambiante.
• Pression atmosphérique et basse température.
• Pression modérée et température pas tellement basse.

Cette propriété lui permet d’être stocké dans un volume réduit (250 litres de GPL gazeux égale à un litre de GPL liquide).

Il peut contenir : le propylène, butène, et une faible quantité de méthane, éthylène, pentane, et exceptionnellement d’hydrocarbures tels que le butadiène, l’acétylène et le méthylacrylique.

Composition des GPL

Le Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL) est l’un des molécules pures, dites saturées, car elle possède des relations stables entre les différents atomes. En effet, GPL n’est rien d’autre que des chaînes hydrocarbonées, c’est-à-dire qu’elle est constituée uniquement de molécules de Carbone (3 pour le propane – 4 pour le butane) et d’Hydrogène (8 pour le propane et 10 pour le butane). Ces hydrocarbures mélangés répondent à des règles officielles, clairement définies par la loi.

Les sources des GPL

Toute extraction de champs de gaz naturel et/ou raffinage de pétrole produit irrémédiablement des Gaz de Pétrole Liquéfiés. Il s’agit des :
➤ fractions lourdes de l’extraction de gaz naturel Le gaz naturel n’est autre que le méthane (qui a un seul atome de carbone : CH4), plus communément appelé gaz de ville. Puisque c’est l’atome de carbone qui détermine le poids des molécules, il est facile de comprendre que les GPL sont les fractions lourdes du gaz naturel : en effet, le butane contient 4 atomes de carbone, le propane en contenant 3.
➤ fractions légères du raffinage du pétrole une tonne de pétrole brut raffiné produit 30 kg de GPL, dont 2/3 de Butane et 1/3 de Propane. [1]

Table des matières

Introduction générale
Chapitre І : Généralités sur les gaz pétroliers liquéfiés
I.1. Introduction
I. 2. Historique des GPL
I.3. Définition des GPL
I.4. Composition des GPL
I.5 Les sources des GPL
I.6. Les propriétés des GPL
I.7. Caractéristiques générales des GPL
I.7.1. Pouvoir calorifique des GPL
I.7.1.1. Pouvoir calorifique supérieur (PCS)
I.7.1.2. Pouvoir calorifique inférieur (PCI)
I.7.2 Point d’ébullition et la masse volumique
I.7.2.1. Point d’ébullition
I.7.2.2. La masse volumique
I.7.3. Tension de vapeur
I.8. Caractéristiques du butane et du propane commerciaux
I.8.1. Le butane commercial
I.8.2. Le propane commercial
I.9. Utilisation principale des GPL
I.10. Les avantages et les inconvénients techniques des GPL
I.11. Les GPL en Algérie
I.12. La consommation nationale en GPL
I.13. Présentation de l’entreprise NAFTL GPL TLEMCEN
I.13.1. Historique de l’entreprise NAFTAL GPL TLEMCEN
I.13.2. Description de l’organigramme de district NAFTAL GPL Tlemcen
I.13.3. Organigramme du centre d’enfutage Tlemcen
I.13.3.1. Service administration et finance
I.13.3.2. Section administration et moyen
I.13.3.3. Section finances et comptabilité
I.13.3.4. Service maintenance
I.13.3.5. Section maintenance et installation fixe
I.13.3.6. Section maintenance du matériel roulant
I.13.3.7. Section magasin
I.13.3.8. Service de sécurité industriel
I.13.3.9. Le service d’exploitation et de transport
I.13.3.10. Section exploitation
I.13.3.11. Section transport
I.13.3.12. Service gestion de stock
I.13.4. Les activités du NAFTAL GPL
I.13.5. Présentation du centre d’enfutage Tlemcen
13.5.1. La carte géographique du centre d’enfutage Tlemcen
I.14. Conclusion
Chapitre II : Revue de Littérature
II.1. Introduction
II.2. Problématique
II.3. Méthodologie
II.4. Problème de tournes de véhicule
II.4.1. Introduction
II.4.2. Historique du problème de tournés de véhicules
II.4.3. Définition du problème de tourné de véhicule (VRP)
II.4.4. Problème de tournées de véhicules avec contraintes de capacité
II.4.5. Classification des problèmes de tournées de véhicules (VRP)
II.4.5.1. Un seul dépôt
II.4.5.2. Multi -dépôts
II.4.6. Modélisation du problème de tournés de véhicules
II.4.6.1 Exemple de tournes de véhicule
II.5. Problèmes du voyageur de commerce (PVC)
II.5.1. Définition du problème de voyageur de commerce
II.5.2. Classification du problème de voyageur de commerce
II.5.2.1. TSP pur
II.5.2.1.1. Symétrique
II.5.2.1.2. Asymétrique
II.5.2.2. Généralisation du problème de voyageur de commerce (TSP)
II.5.2.2.1. TSP avec cueillette et livraison
II.5.2.2.2. Localisation de la demande sur les arcs
II.5.2.2.3. Le TSP avec retour à charge
II.5.2.2.4. Autres généralisations
II.5.3. Modélisation du problème de voyageur de commerce (PVC)
II.6. Conclusion
Chapitre III : Système de distribution des bouteilles en gaz butane dans
Naftal –GPL- TLEMCEN
III.1. Introduction
III.2. Méthode actuelle de planification des tournés
III.3. Analyse des données
III.3.1. Les clients
III.3.2. La carte géographique de District Naftal GPL Tlemcen
III.3.3. Le réseau de distribution des bouteilles du gaz butane (B13)
III.3.4. La flotte des véhicules
III.3.5. Les tournées
III.4. Conclusion
Chapitre IV : Investigation pour la résolution des problèmes de distribution
des bouteilles du gaz butane (B13)
IV.1. Introduction
IV.2. Les algorithmes du chemin le plus court
IV.2.1. Algorithme Dijkstra
IV.2.1.1. Principe de l’algorithme Djikstra
IV.2.2.2. Algorithme Djikstra
IV.2.2. Algorithme de l’algorithme de Bellman
IV.2.2.1. Principe de Bellman
IV.2.2.2. Algorithme de Bellman
IV.3. Application de l’algorithme Djikstra et Bellman
IV.3.1. Le centre d’enfutage Tlemcen
IV.3.2. Le dépôt relais MAGHNIA
IV.3.3. Le dépôt relais SEBDOU
IV.3.4. Le dépôt relais NEDROMA
IV.4. Construction du réseau de distribution du centre d’enfutage Tlemcen
IV.5. Construction du réseau de distribution des dépôts relais.
IV.5.1. Dépôt relais MAGHNIA
IV.5.2. Dépôt relais NEDROMA
IV.5.3. Dépôt relais SEBDOU
IV.6. Problème du voyageur de commerce.
IV.6.1. Centre d’enfutage Tlemcen
IV.6.2. Dépôt relais MAGHNIA
IV.6.3. Dépôt relais NEDROMA
IV.6.4. Dépôt relais SEBDOU
IV.7. La modélisation mathématique du problème (CVRP)
IV.7.1. Le centre d’enfutage Tlemcen
IV.7.2. Le dépôt relais MAGHNIA
IV.7.3. Le dépôt relais NEDROMA
IV.7.4. Le dépôt relais SEBDOU
IV.8. Application d’une journée
IV.9. Présentation des résultats obtenus par LINGO pour CVRP pour la société NAFTALGPL-TLEMCEN
IV.9.1. Le centre d’enfutage Tlemcen
IV.9.2. Le dépôt relais NEDROMA
IV.9.3. Le dépôt relais MAGHNIA
IV.9.4. Le dépôt relais SEBDOU
IV.10. Algorithmes de tournés de véhicules
IV.10.1. Méthode exacte
IV.10 .1.1. Séparation et évaluation progressive
IV.10.1.2. Génération de coupe
IV.10.2. Heuristiques
IV.10.2.1. Heuristiques de construction et composites
IV.10.2.2. Heuristiques d’amélioration
IV.10.2.2.1. Méthodes déterministes
IV.10.2.2.2. Méthodes non déterministes
IV.10.3. Les métaheuristiques
IV.10.3.1. Définition des métaheuristiques
IV.10.3.2. Métaheuristiques basées sur la recherche locale
IV.10.3.2.1. Recherche taboue.
IV.10.3.2.2. Recuit simulé
IV.10.3.3. Métaheuristiques basées sur la population
IV.10.3.3.1. Optimisation par les algorithmes génétiques (AG)
IV.10.3.3.2. Optimisation par colonie de fourmis.
IV.10.4. L’algorithme génétique (AG)
IV.10.4.1. Introduction
IV.10.4.2. Présentation des algorithmes génétiques
IV.10.4.3. Les outils évolutionnaires de base d’un (AG)
IV.10.4.4. Mécanisme de fonctionnement d’un (AG)
IV.10.5. L’application de l’algorithme génétique (AG) sur le système de distribution de
NAFTAL-GPL-Tlemcen
IV.11. Présentation de la solution obtenue par JAVA pour CVRP de la société NAFTAL-GPLTLEMCEN.
IV.11.1. Le centre d’enfutage Tlemcen
IV.11.2. Le dépôt relais MAGHNIA
IV.11.3. Le dépôt relais NEDROMA
IV.11.4. Le dépôt relais SEBDOU
IV.12. Conclusion
Conclusion générale