Qu'est-ce qu'un schéma de procédé ?

Un schéma de procédé (PFD) est un diagramme qui illustre les relations entre les principaux composants d'une installation industrielle. Ils sont généralement utilisés dans le domaine de l'ingénierie chimique ou de l'ingénierie des procédés, mais leurs concepts sont parfois également appliqués à d'autres types de processus. Ils servent à documenter un procédé, l'améliorer ou en modéliser un nouveau. En fonction de leur utilisation et de leur contenu, ils peuvent aussi être appelés diagramme de flux de procédé, logigramme, diagramme de bloc, diagramme de flux schématique, schéma tuyauterie et instrumentation, diagramme de flux de système ou diagramme de système. Ils emploient une série de symboles et de notations pour décrire un procédé. Les symboles utilisés varient selon leur emplacement, et les schémas peuvent aller de la simple esquisse dessinée à la main jusqu'au diagramme professionnel très détaillé, créé par ordinateur.

Ce type de diagramme est né dans les années 1920. En 1921, Frank Gilbreth Sr., un ingénieur industriel et expert en efficacité présenta le « schéma de procédé » à l'American Society of Mechanical Engineers (ASME). Au cours des décennies suivantes, ce concept s'est répandu dans les domaines de l'ingénierie industrielle, de la production industrielle et même des affaires (diagramme de processus métier) et de l'informatique (diagramme de flux de données et autres types de schémas). 

Le schéma de procédé a de nombreuses applications :

• Documenter un procédé pour une compréhension, un contrôle de la qualité et une formation des employés optimisés.
• Normaliser un procédé pour une efficacité et une répétabilité optimales.
• Étudier un procédé pour l'améliorer et le rendre plus efficace. Cela permet de faire ressortir les étapes inutiles, les goulots d'étranglement et autres insuffisances.
• Modéliser un meilleur procédé ou créer un tout nouveau procédé.
• Communiquer et collaborer grâce à des schémas qui parlent à différentes fonctions dans l'entreprise ou à l'extérieur de celle-ci.

Les symboles PFD les plus couramment utilisés aujourd'hui proviennent d'organismes tels que l'Organisation internationale de normalisation (ISO 10628 – Flow Diagrams for Process Plants, General Rules), l'Institut allemand de normalisation (DIN) et l'American National Standards Institute (ANSI). Toutefois, de nombreuses entreprises utilisent leurs propres symboles, souvent similaires mais dont la signification peut varier à mesure qu'ils deviennent plus détaillés.

Vous trouverez une liste exhaustive des symboles PFD ici. 

Le schéma classique d'un procédé comprend les éléments suivants :

• Équipement principal :

  avec les noms et les numéros d'identification. Exemples : compresseurs, mélangeurs, cuves, pompes, chaudières et refroidisseurs.

• Tuyauterie du procédé :

  fait circuler le produit, généralement des fluides, entre les différents équipements.

• Direction du flux du procédé

• Vannes de régulation et vannes essentielles du procédé

• Conduits de dérivation et systèmes de recirculation principaux

• Données de fonctionnement :

  comme la pression, la température, la densité, le débit massique, et le bilan massique et énergétique. Des valeurs minimales, normales et maximales sont souvent incluses.

• Composition des fluides

• Dénomination des procédés

• Connexions avec d'autres systèmes

Quels éléments exclure d'un schéma de procédé ?

En général, on omet ces éléments plus détaillés :

• Catégories des tuyaux et leurs numéros de ligne
• Instruments de contrôle du procédé
• Valeurs des conduites de dérivation secondaires
• Vannes d'isolement et d'arrêt
• Bouches et conduits de maintenance
• Limiteurs de pression et soupapes de sécurité
• Informations relatives aux classes de code

Autres types de PFD

Lorsque le schéma doit illustrer des procédés à éléments multiples dans une usine, il fournit plutôt une vue d'ensemble, donnant moins de détails. Dans ce cas on l'appelle aussi schéma bloc ou diagramme de flux schématique. Chaque bloc peut décrire un seul équipement ou une seule étape d'un procédé. On utilise généralement un rectangle pour représenter un équipement et des étiquettes pour expliquer sa fonction. Le flux du procédé est généralement représenté de gauche à droite, avec des flèches pour indiquer sa direction.

À l'inverse, un schéma tuyauterie et instrumentation (P&ID) est plus technique. Il décrit les détails mécaniques à l'attention des concepteurs de tuyauterie, des ingénieurs électriques, des ingénieurs en équipement et d'autres experts techniques qui ont besoin de ces détails davantage que d'informations sur les procédés. Les P&ID reprennent les aspects conceptuels du PFD et y ajoutent des détails sur l'équipement, la séquence du procédé, la tuyauterie pour le procédé et pour la gestion de l'eau, les lignes de dérivation, les instruments, vannes, évents, canalisations et autres éléments.

1. Déterminez la portée du procédé que vous voulez étudier et ce que vous espérez gagner.

2. Décidez quel niveau de détail est nécessaire pour votre usage. Pour un procédé complexe, différentes versions du schéma peuvent être réalisées afin de communiquer avec des personnes ayant des fonctions différentes.

3. Pour un procédé avancé comme celui d'une installation industrielle, la recherche peut se faire via une équipe de projet, un groupe de contrôle de la qualité ou un consultant. Pour un procédé de plus petite envergure et plus basique, vous pouvez la faire vous-même, peut-être même en commençant avec des notes autocollantes.

4. Étudiez l'équipement, les activités et les relations à travers l'observation et des entretiens. Si vous modélisez un procédé inédit, examinez toutes les informations disponibles, y compris les normes applicables à ce qui est produit par le procédé.

5. Réalisez une esquisse du schéma et faites-la valider par des personnes impliquées dans le procédé. Procédez aux changements, ajouts ou suppressions nécessaires en collaboration avec elles.

6. À présent, le schéma peut être utilisé à des fins de documentation, d'assurance qualité, d'amélioration ou pour tout autre objectif.

1. Ces schémas peuvent être précieux, même pour un processus de base. Si vous êtes novice, essayez de rassembler suffisamment d'informations utiles à votre objectif. Dans un premier temps, ne vous souciez pas du schéma en lui-même. Contentez-vous de consigner les informations sur des notes autocollantes ou des feuilles de papier.

2. Passez au logiciel une fois que vous aurez vos informations. Avec un logiciel intuitif comme Lucidchart, il est facile de créer des schémas d'aspect professionnel qui permettent une communication claire avec vos collègues sur les procédés. Le logiciel peut également vous aider à mettre en évidence les données manquantes dans votre schéma.

3. Soyez cohérent dans l'utilisation de vos symboles pour éviter toute confusion. Gardez à l'esprit le public que vous ciblez, et faites preuve de logique afin de leur donner ce dont ils ont besoin pour l'objectif visé. Si vous utilisez un logiciel de schématisation, vous y trouverez un ensemble de symboles à utiliser.

4. Sur un schéma de procédé sophistiqué, vous devrez peut-être utiliser des symboles standard (par exemple, ISO 10628) pour communiquer et collaborer de façon claire avec divers publics, tels que des entreprises ou organismes tiers.

5. Ajoutez une légende des symboles pour un maximum de clarté.

Avec Lucidchart, vous disposez d'une plateforme intuitive pour la création de schémas de procédés. Utilisez notre bibliothèque de symboles, classés par catégories, pour créer et intégrer facilement votre schéma dans une présentation professionnelle. Grâce à notre plateforme, la collaboration avec des collègues devient également facile. Plus besoin de multiplier les envois de schémas par e-mail. Vous pouvez définir des autorisations – consulter, commenter ou modifier – afin de garder le contrôle sur l’élaboration du schéma.

Tout votre travail de création de diagrammes se fait dans le cloud. Vous n'avez pas à télécharger quoi que ce soit, une connexion à Internet suffit. Lucidchart fonctionne sur n'importe quel système d'exploitation et avec tous les navigateurs Web. Commencez un essai gratuit dès aujourd'hui pour créer des schémas de procédés en toute simplicité avec Lucidchart.

Vous utilisiez Microsoft Visio pour créer vos schémas jusqu'à présent ? Notre outil d'importation vous permet de rapatrier vos fichiers dans Lucidchart, où vous pourrez les consulter et les modifier.