Le génie des procédés et l'entreprise
projets industriels et management du changement
Jean-Pierre Dal Pont
Hermes Science
Lavoisier
Préface de Richard Darton19
Préface de Jean Pelin21
Remerciements23
Jean-Pierre Dal Pont
Introduction. Le génie des procédés et l'entreprise : projets industriels et management du changement27
Jean-Pierre Dal Pont
Première partie. L'entreprise aujourd'hui33
Chapitre 1. L'entreprise industrielle, vocation, historique, contexte. Et demain ?35
Jean-Pierre Dal Pont
1.1. Vocation, structure, typologie36
1.1.1. Les quatre piliers de l'entreprise37
1.1.2. Typologie des entreprises39
1.2. Historique d'une centenaire40
1.2.1. L'européanisation de la planète41
1.2.2. Evolution de l'entreprise dans le temps42
1.2.3. La révolution industrielle en Angleterre46
1.2.4. Le taylorisme, le fordisme, le fayolisme49
1.2.5. L'avènement de la recherche54
1.2.6. L'individu dans l'entreprise55
1.3. Nouveaux défis imposés par la globalisation et le développement durable57
1.3.1. La globalisation57
1.3.2. Le développement durable61
1.4. Notre planète65
1.4.1. Equilibres et cycles biogéochimiques65
1.4.2. Réchauffement climatique - Effet de serre66
1.4.3. Ecologie et écosystèmes67
1.4.4. Les océans69
1.4.5. La démographie71
1.4.6. L'énergie76
1.4.7. L'eau79
1.4.8. Quel avenir pour l'agriculture française ?79
1.5. L'entreprise de demain. Quelques réflexions80
1.5.1. Les pays émergents81
1.5.2. Quelles valeurs pour demain ?83
1.5.3. Une nouvelle entreprise pour une nouvelle société83
1.6. Bibliographie84
Chapitre 2. Fonctionnement opérationnel et entrepreneurial de l'entreprise87
Jean-Pierre Dal Pont
2.1. Mode opérationnel89
2.1.1. Management - Structure de l'entreprise organisation - Organigramme90
2.1.2. Gouvernance de l'entreprise106
2.2. Le mode entrepreneurial, le management par projet - Le conflit opérationnel/entrepreneurial136
2.3. Bibliographie139
Chapitre 3. Le management stratégique de l'entreprise : aspects industriels141
Jean-Pierre Dal Pont
3.1. Vision systémique de l'entreprise industrielle142
3.2. Stratégie et analyse stratégique de l'entreprise143
3.2.1. Les outils de l'analyse stratégique146
3.3. Elaboration du plan stratégique : ses délivrables148
3.4. Choix technologiques et métiers149
3.5. Bibliographie152
Deuxième partie. Développement de procédé et industrialisation153
Chapitre 4. Génie chimique, génie des procédés155
Jean-Pierre Dal Pont
4.1. Histoire du génie chimique et du génie des procédés155
4.1.1. Chemical engineering et génie chimique156
4.2. Le génie des procédés159
4.2.1. Objectifs du génie des procédés159
4.2.2. Les bases scientifiques et les outils de base du génie des procédés160
4.3. Le réacteur chimique162
4.3.1. Classification des réacteurs en fonction du mode d'alimentation162
4.3.2. Classification en fonction des phases en présence164
4.4. Les bioréacteurs167
4.4.1. Les bioréactions enzymatiques167
4.4.2. Les bioréactions à l'aide de micro-organismes168
4.5. Transport et transferts170
4.5.1. Transport et manipulation des fluides170
4.5.2. Transfert de chaleur ; production d'énergie, de froid, de chaleur170
4.5.3. Transfert entre deux liquides non miscibles172
4.6. Les opérations unitaires172
4.6.1. La cristallisation en solution173
4.6.2. Le séchage et le contact gaz/solide175
4.6.3. La distillation175
4.6.4. Autres opérations178
4.6.5. Un exemple de développement : les techniques membranaires178
4.7. Procédés de séparation : le génie des procédés et les nouveaux défis des sciences de la vie184
4.8. Remerciements187
4.9. Bibliographie187
Chapitre 5. Bases de l'industrialisation des procédés189
Jean-François Joly
5.1. Introduction189
5.2. Les différentes étapes du développement d'un procédé : de la recherche jusqu'aux bases de l'industrialisation190
5.3. L'étape de pré-étude (ou pré-développement de procédé)191
5.3.1. Outils expérimentaux d'acquisition de données cinétiques195
5.4. L'étape de développement du procédé200
5.4.1. Introduction200
5.4.2. Acquisition des données de base du procédé202
5.4.3. Schéma, simulation et optimisation du procédé dans son ensemble227
5.4.4. Fin du processus de développement, les bases de l'industrialisation229
5.5. Conclusion générale230
5.6. Bibliographie233
5.7. Liste des acronymes235
Chapitre 6. Le processus d'industrialisation : les avant-projets237
Jean-Pierre Dal Pont et Michel Royer
6.1. Les étapes de l'industrialisation240
6.2. Bases d'industrialisation ou phase de développement (process development)241
6.3. Etude de faisabilité (feasability study)242
6.3.1. Conception du procédé industriel - Etude préliminaire (preliminary engineering) - L'avant-projet (AP)242
6.4. Coûts et durée type des études d'industrialisation247
6.5. Contenu d'un projet d'industrialisation - L'ingénierie conceptuelle248
6.6. Organisation type d'un projet d'industrialisation250
6.7. Interface business/industriel252
6.7.1. Les questions du business à l'industriel252
6.7.2. Les questions de l'industriel au business253
6.8. Typologie des projets d'industrialisation253
6.8.1. Les projets parallèles254
6.8.2. Les petits projets254
6.9. Les avant-projets industriels (AP)255
6.9.1. Origine des avant-projets industriels (AP)255
6.9.2. Perception d'un avant-projet par les différents acteurs de l'entreprise257
6.10. Sélection des sites de production259
6.11. La prise en compte de la durabilité dans les avant-projets260
6.11.1. Indicateur HHS261
6.11.2. Indicateur MIPS262
6.11.3. Indicateur SEP263
6.11.4. Indicateur SPI263
6.11.5. Indicateur SETAC265
6.11.6. Indicateur EPS265
6.12. Aide à la définition des avant-projets266
6.12.1. Capacités de l'installation266
6.12.2. Descriptif du procédé et caractéristiques essentielles268
6.12.3. Analyse des risques272
6.12.4. Les risques réglementaires272
6.13. Modification du cahier des charges273
6.14. Site d'accueil274
6.14.1. Caractéristiques essentielles d'un site industriel274
6.14.2. Impact d'un nouvel atelier sur un site existant277
6.15. Le reporting280
6.15.1. Check-list technique280
6.15.2. Le sommaire (Executive Summary)282
6.16. Bibliographie283
Chapitre 7. L'analyse de cycle de vie et l'écoconception : outils d'innovation pour une chimie industrielle soutenable285
Sylvain Caillol
7.1. Eléments de contexte285
7.1.1. Les leçons de l'Ile de Pâques285
7.1.2. De la capacité de charge288
7.2. L'industrie chimique mobilisée face à des bouleversements290
7.2.1. Des bouleversements globaux290
7.2.2. Les nouvelles contraintes qui pèsent sur la chimie industrielle293
7.3. L'analyse de cycle de vie, outil de l'écoconception - Définitions et concepts296
7.3.1. L'écoconception : quelques définitions296
7.3.2. L'analyse de cycle de vie : historique298
7.3.3. L'analyse de cycle de vie : définitions et concept299
7.3.4. Définition des objectifs et cadre de l'analyse de cycle de vie301
7.3.5. Analyse de l'inventaire du cycle de vie303
7.3.6. Evaluation de l'impact du cycle de vie305
7.3.7. Interprétation du cycle de vie308
7.3.8. Logiciels d'ACV311
7.4. L'innovation par l'écoconception312
7.4.1. Exemple : ACV de sacs de caisse de supermarchés312
7.4.2. Exemple d'écoconception chez un fabricant de mobilier de bureau319
7.4.3. Exemple d'écoconception chez un fabricant de lessives320
7.4.4. La démarche d'intégration de l'écoconception dans l'entreprise320
7.5. Les limites de l'outil322
7.5.1. De l'importance des hypothèses322
7.5.2. De la pertinence des données d'inventaire324
7.5.3. De l'influence des règles d'allocations325
7.5.4. Du choix du recyclage325
7.6. Conclusion : le futur de l'écoconception327
7.7. Bibliographie329
Chapitre 8. Méthodes de conception et d'évaluation de procédés et systèmes industriels durables331
Catherine Azzaro-Pantel
8.1. Introduction331
8.1.1. Concept de développement durable en génie des procédés331
8.1.2. Indicateurs, indices et métriques de développement durable en génie des procédés333
8.2. Métriques de l'AIChE et de l'IChemE336
8.2.1. Métrique de l'AIChE336
8.2.2. Métrique de l'IChemE338
8.2.3. Utilisation de métriques de développement durable342
8.3. Indice d'impact environnemental potentiel (Waste Reduction Algorithm)343
8.3.1. Théorie de l'impact environnemental potentiel343
8.3.2. Catégories d'impacts environnementaux347
8.3.3. Application de l'algorithme WAR350
8.4. Indice SPI (Sustainable Process Index)350
8.5. Une base thermodynamique pour une métrique de développement durable : l'exergie352
8.6. Indicateurs issus d'une analyse de cycle de vie353
8.6.1. Principales méthodes de catégories d'impact353
8.6.2. Choix de la méthode de catégories d'impact354
8.6.3. Vers une analyse durable de cycle de vie356
8.7. Méthodes de conception de procédés et systèmes durables356
8.8. Conclusions358
8.9. Bibliographie360
Chapitre 9. Techniques de management de projets : l'ingénierie365
Jean-Pierre Dal Pont
9.1. Ingénieur et ingénierie365
9.1.1. L'ingénieur365
9.1.2. L'ingénierie367
9.2. Organisation du projet368
9.2.1. Notion de projet368
9.2.2. Organisation d'un projet d'ingénierie - Interface maître d'ouvrage/maître d'oeuvre370
9.3. Les outils du management de projets industriels372
9.3.1. Le WBS (Work Breakdown Structure)373
9.3.2. L'analyse de la valeur (AV)375
9.3.3. L'analyse fonctionnelle (AF)381
9.3.4. Le cahier des charges fonctionnel (CdCF)387
9.3.5. Planning389
9.4. L'ingénierie de projet : du Process Engineering au démarrage de l'installation391
9.4.1. L'ingénierie de procédé391
9.4.2. Gestion de chantier - Suivi de l'avancement du projet - Coût et délais403
9.4.3. Gestion des ordres de modification (change orders)406
9.5. Le montant de l'investissement408
9.6. Rentabilité des investissements412
9.6.1. Principe de calcul des flux de trésorerie412
9.6.2. La dotation aux amortissements (depreciation, amortization)413
9.6.3. Notion d'actualisation413
9.6.4. Notion de taux de rentabilité interne (TIR)414
9.6.5. Méthodes rapides : les calculs de l'épicier (exemples)414
9.7. Conclusion415
9.8. Bibliographie415
Troisième partie. La nécessaire adaptation de l'entreprise pour demain417
Chapitre 10. Les méthodes japonaises419
Jean-Pierre Dal Pont
10.1. Le Japon de l'ère Meiji à ce jour. L'origine du miracle japonais419
10.1.1. Un peu de géographie419
10.1.2. Un peu d'histoire419
10.2. W.E. Deming et le Japon421
10.2.1. Le système Deming en bref422
10.2.2. Le système japonais du SQC au TQM422
10.3. La famille Toyoda - Taiichi Ohno - L'empire Toyota424
10.3.1. Taiichi Ohno (1912-1990), l'homme du JIT425
10.4. Le toyotisme425
10.4.1. Philosophie générale - Principes de management426
10.4.2. Résolution de problème427
10.4.3. La méthode KJ ou méthode des affinités428
10.4.4. Le contrôle statistique des procédés428
10.4.5. Les améliorations sur le terrain428
10.4.6. Aspects humains430
10.5. La riposte américaine431
10.6. Bibliographie431
Chapitre 11. Innover dans les industries de procédés433
Olivier Potier et Mauricio Camargo
11.1. Définition de l'innovation435
11.2. Champ de l'innovation de l'industrie de procédé438
11.3. Nécessité d'innover440
11.4. Méthodes pour l'innovation dans l'industrie de procédés443
11.4.1. Méthode de « créativité sous contraintes »443
11.4.2. L'approche par la méthode TRIZ446
11.4.3. Pilotage des processus de l'innovation448
11.4.4. L'entreprise s'organise pour innover455
11.4.5. Choix techniques458
11.5. Conclusion459
11.6. Bibliographie460
Chapitre 12. La place des procédés intensifiés dans l'usine du futur465
Laurent Falk
12.1. L'intensification des procédés dans le contexte du développement durable465
12.2. Grands principes de l'intensification468
12.2.1. Limitation par les transferts de matière, de chaleur et le mélange470
12.2.2. Limitations thermodynamiques471
12.2.3. Limitation par l'apport énergétique472
12.2.4. Limitations cinétiques473
12.3. Lien entre intensification et miniaturisation474
12.4. Applications480
12.4.1. L'intensification au service de la sécurité des procédés480
12.4.2. Procédés intensifiés pour l'énergie482
12.5. Les nouveaux modèles économiques sous-tendus par l'intensification des procédés483
12.5.1. Evaluation des gains économiques de fonctionnement483
12.5.2. Evaluation des coûts d'investissement des procédés intensifiés488
12.5.3. Intérêts technico-économiques de l'usine modulaire491
12.6. Conclusion496
12.7. Bibliographie497
Chapitre 13. Le management du changement503
Jean-Pierre Dal Pont
13.1. L'entreprise : s'adapter ou disparaître504
13.2. L'entreprise : processus et savoir-faire505
13.2.1. L'entreprise, une multitude de processus (processus, procédés, procédures)505
13.2.2. Le savoir-faire de l'entreprise - Les coeurs de métiers507
13.3. Aspects humains du changement511
13.3.1. Créer un climat de confiance512
13.3.2. Le management visuel (visual management)513
13.3.3. Le brain storming513
13.4. Outils de base du changement514
13.4.1. L'analyse système514
13.4.2. Le progrès continu, le PDCA, la roue de Deming518
13.4.3. Analyse Pareto519
13.4.4. Audits externes520
13.5. Modifications et amélioration de l'outil industriel521
13.5.1. Amélioration continue et maîtrise des procédés521
13.5.2. Recherche d'une percée technologique525
13.5.3. Risques organisationnels527
13.6. Le ré-engineering à l'américaine529
13.7. Conclusion530
13.8. Bibliographie531
Chapitre 14. Quelle industrialisation pour demain ?533
Jean-Pierre Dal Pont
14.1. Pays développés - Sociétés - Entreprises industrielles534
14.1.1. France - Vague de chaleur de 2003534
14.1.2. La norme ISO 26 000536
14.2. Typologie des moyens de production537
14.2.1. L'outil industriel revu à l'aune de la supply chain - Les flux540
14.3. Conception des produits et des ateliers (l'usine du futur)542
14.3.1. Produits542
14.3.2. Procédés543
14.3.3. L'usine du futur543
14.4. Management de la production et des opérations (MPO)546
14.4.1. Missions essentielles546
14.4.2. Les outils du MPO547
14.5. La révolution informatique - Gestion informatique548
14.6. Et l'individu ?549
14.7. Conclusion551
14.8. Bibliographie552
Glossaire. Termes de management de l'entreprise et conduite de projets (français/américain et américain/français)555
Michel Royer
Index565