Conception D'Un Séchoir Tunnel Pour Les Graines de Coton [PDF]

Zitiervorschau

REPUBLIC OF CAMEROON Peace – Work – Fatherland

REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix – Travail – Patrie

MINISTRY OF HIGHER EDUCATION

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

UNIVERSITY OF NGAOUDERE

UNIVERSITE DE NGAOUNDERE

INSTITUT UNIVERSITAIRE DES TECHNOLOGIES DE NGAOUNDERE BP :455 NGAOUNDERE TEL :677112217/677512108 E-mail : [email protected] Division des stages, de la formation permanente et des relations avec les milieux professionnels

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE En vue de l’obtention du Diplôme Universitaire de Technologie (D.U.T.) à l’Institut Universitaire de Technologie de Ngaoundéré THEME :

CONCEPTION D’UN SÉCHOIR TUNNEL POUR LES GRAINES DE COTON MENTION : Génie Industriel et Maintenance (G.I.M) PARCOURS : maintenance industrielle et production Stage effectué du 03 juin au 27 aout 2021 à l’huilerie de la SODECOTON de GAROUA Par MENTION : Maintenance Industrielle et Productique (M.I.P) MANPIA MAYOUK polycape (19M062IU) (19M062IU)

Encadreur industriel Ing DJORWE Responsable du service maintenance

Encadreur école M. KEGNE Benjamin Enseignant à l’IUT de Ngaoundéré

Année académique 2020/2021

Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton DÉDICACE Je dédie ce travail :

À la famille MAYOUK

Rédigé par MAYOUK POLYCAPE

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton

REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude envers tous ceux qui ont contribué à sa réalisation. Nous ne saurons commencer sans rendre grâce à DIEU Tout puissant, miséricordieux sans qui rien de tout ceci n’aurait pu aboutir. Nos remerciements Vont particulièrement à : •

M.MOHAMADOU BAYERO, Directeur Général de la SODECOTON, pour nous avoir accordé le stage.

•

Encadreur industriel l’ingénieur DJORWE chef de service maintenance pour son expertise

•

M. DJIMONE MARITIME chef d’usine qui a validé ce thème ;

•

Pr MOHAMMEDOU BOUBA ADJI Directeur de l’I.U. T de Ngaoundéré pour l’attention portée pour notre formation.

•

Encadreurs académique M. KENGNE Benjamin pour son suivi et son accompagnement tout au long de ce travail.

•

Tout le corps enseignant à L’I.U. T de Ngaoundéré pour la qualité d‘enseignement dispensé et l’accent mis sur notre formation.

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton TABLE DES MATIÈRES DÉDICACE ............................................................................................................................. i REMERCIEMENTS .............................................................................................................ii LISTE DES FIGURES .......................................................................................................... v LISTE DES IMAGES .......................................................................................................... vi PRÉSENTATION DE L’ENTREPRISE ........................................................................ viii I.1.ADRESSE DE LA SODECOTON ................................................................................ ix I.1.1. PLAN DE LOCALISATION ...................................................................................... x I.1.2. SECTEURS D’ACTIVITÉS DE LA SODECOTON................................................ x I.1.3. ORGANIGRAMME HIÉRARCHIQUE DE LA SODECOTON .........................xii I.1.4. ORGANIGRAMME HIÉRARCHIQUE DE L’HUILERIE DE GAROUA ...... xiii I.1.5. PRÉSENTATION DES ATELIERS DE L’HUILERIE ....................................... xiv RÉSUMÉ ................................................................................................................................ 1 ABSTRACT ........................................................................................................................... 2 INTRODUCTION ................................................................................................................. 3 CHAPITRE I : REVUE DE LA LITTÉRATURE ............................................................. 4 I.1 GÉNÉRALITÉS SUR LES SÉCHOIRS INDUSTRIELS ........................................... 4 I.1.1 Définition ........................................................................................................................ 4 I.1.2 Les différents types de séchoirs ...................................................................................... 4 I.1.3. Description des séchoirs continus .................................................................................. 4 I.1.3.1 Séchoir à atomisation ................................................................................................... 4 I.1.3.2 Séchoir à cylindre chauffant ......................................................................................... 5 I.1.3.3 Séchoir à tambour rotatif .............................................................................................. 6 I.1.3.4 Séchoir tunnel ............................................................................................................... 7 I.1.3.5 Séchoir à bande ............................................................................................................ 8 I.2 GÉNÉRALITÉ SUR LA CONCEPTION ..................................................................... 9 I.2.1 Définition de la conception ............................................................................................. 9 I.2.2 Types de conception ........................................................................................................ 9 I.2.3 Méthodes de conception ................................................................................................ 10 I.2.3.1. Analyses de la valeur ajouter .................................................................................... 10 I.3 GÉNÉRALITÉ SUR L’ETUDE DE FAISABILITÉ .................................................. 10 I.3.1 Introduction ................................................................................................................... 10 I.3.2 les étapes d’un projet ..................................................................................................... 11 CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES .............................................................. 13 II.1. MATÉRIEL ................................................................................................................. 13 II.1.1. Les graine de coton ..................................................................................................... 13 II.1.2. Ressources logicielles ................................................................................................. 13 II.2. METHODES ................................................................................................................ 15 II.2.1. Démarche méthodologique ......................................................................................... 15 II.2.2. EMPLACEMENT DU SÉCHOIR .......................................................................... 17 II.2.3. MISE EN ŒUVRE DE LA CONCETION ............................................................ 17 II.2.3.1. Analyse fonctionnelle du système ........................................................................... 17 II.2.3.2. Analyse fonctionnelle du besoin .............................................................................. 18 II.2.3.3. Analyse fonctionnelle technique .............................................................................. 19 II.2.3.4. Cahier de charge fonctionnelle (CDCF) .................................................................. 20 II.2.3.4. Diagramme FAST ( Function Analysis System Technic). ...................................... 20 II.3. DIMENSIONEMENT DU SÉCHOIR....................................................................... 21 II.3.1. Calculs des éléments ................................................................................................... 21 1). Volume du séchoir ........................................................................................................... 21 2). Calculs des caractéristiques de la chaine.......................................................................... 22 Rédigé par MAYOUK POLYCAPE

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton 3) calculs sur les roues dentées .............................................................................................. 24 4) calculs sur le réducteur de vitesse ..................................................................................... 25 5). Calculs sur l’arbre d’entraînement ................................................................................... 26 6). Calculs sur les clavettes.................................................................................................... 27 7). Choix des paliers .............................................................................................................. 27 II.3.2. Dessin d’ensemble ...................................................................................................... 27 II.3.3. Dessin de définition .................................................................................................... 27 III.3.4. Schéma de principe .................................................................................................... 27 II.4. ÉTUDE DE LA FAISABILITÉ ................................................................................. 28 II.4.1. Évaluation de la faisabilité technique ......................................................................... 28 II.4.1.1. Recensement des pièces disponibles sur le site. ...................................................... 28 II.4.1.2. Notion de diagramme de ressource .......................................................................... 28 CHAPITRE III : RÉSULTATS ET DISCUSSION ........................................................ 30 III.1. EMPLACEMENT DU SÉCHOIR ........................................................................... 30 III.2. RESULTATS SUR LA MISE EN ŒUVRE DE CONCEPTION ......................... 30 III.2.1. Analyse fonctionnelle ................................................................................................ 30 III.2.1.1. Résultat du bête à cône ........................................................................................... 30 III.2.1.2. Résultat sur le diagramme pieuvre ......................................................................... 31 III.2.1.3. Cahier de charge fonctionnel (CDFC) .................................................................... 32 III. 2.1.4. Résultats sur l’application de la méthode FAST ................................................... 33 III.3. Schéma de principe ....................................................................................................... 34 III.3.1. Description de fonctionnement .................................................................................. 34 III.4. RÉSULTATS SUR LE DIMENSIONNENT DU SÉCHOIR ................................ 35 1). Calcul sur le volume du séchoir ....................................................................................... 35 2). Calculs sur la chaine d’entraînement ............................................................................... 35 3). Calculs sur les roues dentées ............................................................................................ 36 4). Calculs sur le réducteur .................................................................................................... 37 5.) Dimensionnement de l’arbre ......................................................................................... 38 6). Choix de la clavette .......................................................................................................... 38 7). Choix des paliers ............................................................................................................. 39 III.5. Dessin d’ensemble ........................................................................................................ 39 III.5.1. Dessin de définition ................................................................................................... 40 III.6. Éléments auxiliaires...................................................................................................... 41 III.7. Choix des matériaux ..................................................................................................... 41 III.7.1. Type de soudure à appliquer ...................................................................................... 42 III.8. ÉTUDE FINANCIÈRE ............................................................................................. 43 III.9. Maintenance de notre séchoir ....................................................................................... 44 III.10. Opération d’entretenir courant de l’équipement ......................................................... 44 III.11. Sécurité de fonctionnement ........................................................................................ 45 CONCLUSION ET PERSPECTIVES .............................................................................. 46 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES .......................................................................... 47 ANNEXE A .......................................................................................................................... 48 Annexe 1a : normes des clavettes et rainure......................................................................... 48 Annexe 2a : poids au mètre des chaines ............................................................................... 48

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton LISTE DES FIGURES Figure 1 : plan 3D de localisation de l’huilerie SODECOTON Garoua.................................... x Figure 2 : organigramme hiérarchique de la SODECOTON ...................................................xii Figure 3: Organigramme hiérarchique de l’huilerie .............................................................. xiii Figure 5: Le séchoir à atomisation ............................................................................................. 5 Figure 6 : séchoir à cylindre chauffant .................................................................................... 6 Figure 7 : séchoir à tambour rotatif............................................................................................ 7 Figure 8 : Séchoir tunnel ............................................................................................................ 8 Figure 9 : Séchoir à bande ......................................................................................................... 8 Figure 10 : démarche méthodologique .................................................................................... 16 Figure 11 :Les phases de l'analyse fonctionnelle ..................................................................... 18 Figure 12 : outil bête à corne ................................................................................................... 19 Figure 13 : Diagramme pieuvre ............................................................................................... 20 Figure 14 : Etapes du diagramme FAST................................................................................. 21 Figure 15 : Efforts sur la chaine ............................................................................................... 23 Figure 16 : Roue d’entraînement ....................................................Erreur ! Signet non défini. Figure 17 : roue d’entrainement ............................................................................................... 24 Figure 18 : Diagramme des ressources .................................................................................... 28 Figure 19 : résultat bête à cône ................................................................................................ 30 Figure 20 : Résultat sur le diagramme pieuvre ........................................................................ 31 Figure 21 : Diagramme FAST du séchoir ................................................................................ 33 Figure 22 : Schéma de principe ............................................................................................... 34

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton LISTE DES IMAGES Image 1: vue de l’atelier manutention graine ......................................................................... xiv image 2 : aperçu de l’atelier de décorticage............................................................................ xv image 3: aperçu de l’atelier chaudière La raffinerie .............................................................xvii image 4 : aperçu de l’atelier raffinerie ................................................................................ xviii Image 5 : constituants de la graine de coton ............................................................................ 13

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: coordonnées de la SODECOTON .......................................................................... ix Tableau 2 : description des fonctions de services .................................................................... 31 Tableau 3 : Tableau FCC (fonction, caractéristique, contrainte) ............................................. 32 Tableau 4 : nomenclature du schéma de principe .................................................................... 34 Tableau 5: caractéristiques de l’acier inox ............................................................................... 41 Tableau 6: caractéristiques de la soudure à effectuer .............................................................. 42 Tableau 7 : coûts estimatifs.............................................................Erreur ! Signet non défini. Tableau 8: classification des modes de graissage .................................................................... 44

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton PRÉSENTATION DE L’ENTREPRISE I.HISTORIQUE Dans cette partie nous présentons l’entreprise dans laquelle nous avons effectué notre stage en parlant de son historique, son plan de localisation, ses secteurs d’activités, ses différents ateliers et son organigramme. La partie septentrionale du Cameroun qui est en grande partie sahélienne, constitue un atout indéniable pour la culture du coton. Cette culture fût introduite vers le seizième siècle à partir du lac Tchad pour répondre aux besoins vestimentaires des populations locales. Cette matière première textile qu’on appelle « Hottollo » en fulfulde qui est la langue locale était essentiellement utilisée par les tisserands et autres tailleurs locaux. L’histoire de la SODECOTON commence en 1913 avec les premières expérimentations de la culture de coton à Pitoa par le Dr Wolf, cette culture est développée de manière intensive dans la partie la plus montagneuse du pays. Vers 1927, on assiste à la création de la SCNCT (Société cotonnière du Nord-Cameroun et du Tchad), puis en 1949 de la création de CFDT (Compagnie française pour le développement des fibres textiles) qui est une société d’économie mixte et en 1951 la compagnie Française de Développement des Fibres Textiles (CFDT) s’implante au Nord Cameroun et développe la culture du coton en agriculture familiale ayant son siège principal le village Kaélé. En 1974, cette société va être nationalisée afin de créer la Société de développement du coton (SODECOTON) qui sera une entreprise pour gérer la filière coton. Sa mission est donc d’organiser la production et la commercialisation du coton sur l’étendue du territoire. Elle détient plusieurs sites de production à travers le Cameroun. Sa privatisation totale est exigée par le Fonds monétaire international (FMI) depuis 1997 mais rejetée par les paysans, ce qui a abouti à une privatisation partielle. La banque mondiale souhaitait que la privatisation s’accompagne d’une ouverture du marché à la concurrence. Mais d'autres spécialistes conseillaient de conserver l’intégrité de la filière, avec

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton

Comme actionnaire principal la CFDT, partenaire technique de la SODECOTON depuis des décennies. Devenue entreprise para-privée, détenant un quasi-monopole du marché du coton au Cameroun, la SODECOTON ne possède plus de plantations de coton, mais travaille en partenariat avec les producteurs camerounais. En 2003 la SODECOTON était la 3ème entreprise du Cameroun après la SONARA et les Brasseries du Cameroun. Elle était aussi classée 8ème parmi les entreprises africaines les plus performantes. Du côté de ses débouchés, elle a souffert de l'impact des OGM sur ses exportations et peu diversifié ses clients, qui restaient essentiellement des producteurs locaux. Elle a subi ainsi la chute de la production textile camerounaise. Entre 2005 et 2008, la consommation locale de coton brut est passée de 189 000 t/ans à 40 000 t/an, soit une chute de près de 78 %. L'ancêtre de la SODECOTON jusqu'en 1974, la Compagnie française pour le développement des textiles (CFDT) avait comme elle pour mission d’organiser au mieux la culture du coton. Avec les indépendances du début des années 1960, la plupart des pays devinrent autonomes vis-à-vis de la direction régionale et transformèrent ses filiales en sociétés cotonnières. I.1.ADRESSE DE LA SODECOTON Les coordonnées de la SODECOTON sont données dans le tableau 1 suivant. Tableau 1: coordonnées de la SODECOTON SODECOTON Société de développement de coton SOCIETE ANONYME MIXTE

Statut Juridique

SODECOTON

Raison sociale

Garoua

Siège social

B.P : 302 Garoua

Adresse

222 27 20 80

Téléphone

222 27 20 68 Garoua

Fax E-mail

[email protected]

Capital

23.643.468.000FCFA Industries agro-alimentaire

Secteur d’activité Activité

Production et commercialisation de la fibre de coton, de l’huile végétale et du tourteau

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton I.1.1. PLAN DE LOCALISATION La SODECOTON dans la ville de Garoua est subdivisée en trois grands parties à des endroits bien distincts. Il s’agit de la direction générale, siège social basé au quartier MAROUARE en plein cœur de la ville, l’huilerie est située dans la zone Industrielle à l’ouest de la ville plus précisément au quartier DJAMBOUTOU et le service maintenance et mécanique situé au carrefour CHAMP CHINOIS. L’huilerie de Garoua où nous avons effectué notre stage s’étend sur une superficie d’environ deux kilomètres carrés traduisant ainsi l’immensité des installations. Elle est limitée à l’est par la centrale Électrique de l’AES SONEL à l’ouest par la SOCAPROD au sud par le camp d’habitation des cadres et au nord par les magasins de stockage des balles de coton. Notons que dans le même secteur se trouve l’usine d’égrainage de GAROUA III, le garage central et les locaux de la région de Garoua. Localisation suivant de l’usine huilerie de Garoua

Figure 1 : plan 3D de localisation de l’huilerie SODECOTON Garoua : I.1.2. SECTEURS D’ACTIVITÉS DE LA SODECOTON Les secteurs d’activités de la SODECOTON sont subdivisés en deux parties : une activité industrielle et une activité commerciale. 1). L’activité industrielle L’activité industrielle de la SODECOTON se concentre principalement sur la transformation du coton qui est récolté dans les régions du nord et d’extrême nord. Cette activité se repartie en deux parties : L’égrenage : la SODECOTON possède 09 usines d’égrenage qui sont réparties dans les localités des régions du grand nord Cameroun (Garoua, Mayo galke, Touboro, Ngong, Maroua,

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton Tchatibali, Kaele, Guider et Homé). Ces usines permettent de séparer les fibres de coton des graines. Après séparation ses fibres seront conditionnées pour obtenir un produit final prêt pour la commercialisation. L’huilerie : la SODECOTON possède 02 usines d’huilerie qui se trouvent dans les villes de Maroua et Garoua. Ces usines fabriquent de l’huile DIAMAOR et les aliments de bétails grâce aux graines de cotons provenant des usines d’égrenage. 2). L’activité commerciale L’activité commerciale de la SODECOTON est basée sur la vente des produits finis obtenus dans les usines d’égrenage et d’huilerie. Cette activité s’exerce principalement par l’intermédiaire de sa direction commerciale qui commercialise les produits de l’entreprise à travers des canaux de distribution à l’échelle nationale mais aussi internationale. Les produits mis en vente sur le marché sont les fibres de coton, l’huile DIAMAOR et les tourteaux (aliment de bétail).

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton I.1.3. ORGANIGRAMME HIÉRARCHIQUE DE LA SODECOTON La SODECOTON est organisée autour d’un conseil d’administration, d’une direction générale et de plusieurs autres directions. La figure ci-dessous représente l’organigramme hiérarchique de la SODECOTON.

Conseil d’administration

Figure 2 : Organigramme hiérarchique de la SODECOTON

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton I.1.4. ORGANIGRAMME HIÉRARCHIQUE DE L’HUILERIE DE GAROUA L’organigramme hiérarchique de l’huilerie de Garoua est représenté par la figure ci-dessous :

Figure 3: Organigramme hiérarchique de l’huilerie

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton

I.1.5. PRÉSENTATION DES ATELIERS DE L’HUILERIE Les ateliers de là sont SODECOTON sont :  Manutention graine Les graines de coton en provenance des égrenages arrivent à l’huilerie chargées dans des camions dont les poids sont préalablement évalués. Les graines sont par la suite stockées soit dans les quatre silos de l’usine (voir l’image 1), ou envoyées dans la trémie journalière à l’aide des élévateurs à godets et des transporteurs à chaînes ou vis sans fin. Chaque silo et la trémie journalière sont respectivement de capacité 1500 à 100 tonnes. Les graines passeront ainsi de la trémie journalière aux nettoyeurs.

Silos Transporteur à vis Silos

Bac de stockage Transporteur à Bac de stockage

Image 1: vue de l’atelier manutention graine  Atelier décorticage Les graines de la trémie journalière possèdent des impuretés qui peuvent causer des dommages aux différentes machines. Les trois (3) nettoyeurs prévus pour faire ce travail sont équipés d’un plan de tamisage en tôle perforée refusant les corps étrangers plus gros que les graines de coton, à l’exemple des cailloux, des matières indésirables et une partie de coton non égrené. Les boîtes de ventilation des nettoyeurs permettent, grâce au courant d’air, de séparer les corps lourds. Les graines de coton viennent alors frapper contre une tôle perforée à longs trous qui laisse passer une partie du linter et de poussières restant dans les graines qui sont évacuées à l’extérieur de l’atelier décorticage. La matière grasse des graines de coton est contenue dans les amandes, c’est ainsi que ces derniers sont brisés par les décortiqueuses de l’usine qui sont au nombre de trois (3) pour libérer

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton les amandes emprisonnées dans les coques. Pour faciliter l’arrosage et la percolation du solvant à l’atelier d’extraction, on laisse en moyenne 12% de coques dans les amandes. Ainsi les coques. Seront aspirées vers les batteurs pour récupérer les fines amandes, tandis que les amandes sont envoyées dans l’aplatisseur. L’image ci-dessous donne l’aperçu de l’atelier.

image 2 : aperçu de l’atelier de décorticage  Atelier pression Le conditionneur cuiseur est constitué de huit étages qui sont traversés par les amandes, de la vapeur injectée et de l’eau (débit d’environ 200l/h). Dans cette étape, les amandes sont cuites par une alternance chauffage humide et cuisson sèche, les oléifères se dilatent et les membranes cellulaires se fragilisent. C’est une opération capitale, car elle améliore l’extraction de l’huile des amandes par solvatation. Par la suite, à l’aide des vis sans fin les amandes cuites sont envoyées dans l’Expander (vis sans fin) en présence de vapeur (T=105°C) qui forme les collets en pressant celles-ci pour leurs donner une forme de bâtonnets. Ainsi, les collets formés vont être refroidis à environ 40°C avant d’être envoyés à l’aide d’un transporteur à chaîne à l’atelier d’extraction par solvant.  Atelier extraction Dans cet atelier, l’huile contenue dans les collets est extraite par action d’un solvant : l’hexane. Le principe d’extraction est le suivant : les collets qui arrivent dans l’extracteur sont arrosés à contre-courant par de l’hexane pour extraire l’huile qu’ils contiennent par une extraction solide-liquide. On obtient d’une part un mélange d’huile et d’hexane (miscella) et d’autre part la farine déshuilée. L’hexane subsistant dans la farine déshuilée est récupéré par chauffage à environ 70°C dans le Desolvantiseur Le tourteau en sort sous forme de farine désolvantée, déshuilée et pulvérulente, qui par la suite, sera utilisée pour la fabrication d’aliment pour le bétail. Le miscella obtenu sera neutralisée à l’aide de la soude caustique l’acide phosphorique Rédigé par MAYOUK POLYCAPE

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton pour donner l’huile brut. Le miscella (mélange huile + hexane) contient des acides gras libres dont la présence donne un goût acide et par conséquence, nuit à sa conservation. Pour cela nous utilisons une neutralisation alcaline pour les éliminer en présence de l’acide phosphorique. En fait, la neutralisation alcaline à la soude caustique permet non seulement de précipiter les acides gras libres par saponification mais aussi le gossypol, les mucilages, les substances colorantes et les traces des métaux. La soude réagit avec acides gras libres (réaction ci-dessous) pour former du savon alcalin appelé communément soap stock. Les pâtes de neutralisation sont ensuite éliminées par centrifugation dans une centrifugeuse à assiettes. Le soap stock est introduit dans le Desolvantizer en vue d’améliorer la valeur nutritive de la farine et de le rendre plus appétant. Le miscella neutre obtenu après neutralisation subit une série de trois (3) distillations pour éliminer le solvant restant dans celui-ci. L’hexane dont la température d’évaporation est comprise entre 68° et 70°C est récupéré par condensation puis recyclé vers le circuit d’extraction.  Atelier pelletisation Dans cet atelier on transforme la farine extraite de l’extraction en pellet. Le pellet est un aliment très nutritif pour les bétails. Dans cet atelier on en produit deux types : le Soyabet qui provient de Soja et l’Alibet qui provient du coton. Tout commence au niveau du mélangeur qui reçoit divers ingrédients : la farine, les coques et une concentrées minérale constitué de calcaire, chlorure de sodium et les vitamines. L’image ci-dessous présente une vue d’ensemble de l’atelier.  Atelier chaudière C’est l’atelier le plus complexe de l’usine. Ici l’on produit de la vapeur d’eau sèche à partir des coques. C’est une chaudière qui entre dans la nouvelle technologie de type RHENABLOC C 2801, il a été installé en 2010. Le but du processus est de faire passer des coques de coton dans un foyer. L’on envoie ces coques à partir des vis et on utilise un ventilateur propulseur des coques qui fonctionne à 23%, il dépend des coques. On a aussi deux ventilateurs d’air qui fonctionne à 90%. Cette énergie calorifique produit par la combustion des coques a pour but de faire bouillir l’eau à plus de 345°C avec une pression d’environ 25bar L’eau est traitée dans l’osmoseur puis envoyer dans le dégazeur puis dans la chaudière (le foyer). Cette eau est ensuite surchauffée fin d’avoir de la vapeur sèche.

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton

image 3: aperçu de l’atelier chaudière La raffinerie L’huile brute contient des impuretés qui nuisent à sa stabilité et lui communique des mauvaises odeurs telles les acides gras libres, les matières mucilagineuses et gommeuses, les matières sapides (aldéhydes et cétones) et le gossypol (composé toxique). Pour éliminer ces impuretés, on procède au raffinage de l’huile brute afin de le rendre comestible. Ce raffinage consiste en la décoloration et la désodorisation de l’huile.  Décoloration La décoloration a pour but d’éliminer la couleur foncée de l’huile de coton ou de soja, cette opération se fait par action de la terre décolorante. L’huile est laissée en contact avec cette terre à environ 90°C et une dépression d’environ 700 mm Hg dans un dé colorateur sous un vide partiel, la terre décolorante fixe alors par absorption les pigments responsables de la couleur et certains acides gras libres présents dans l’huile. La terre est ensuite séparée de l’huile par filtration qui est une opération qui permet la séparation de l’huile et de la terre à vide par le passage de l’huile terreuse à travers une membrane semi-perméable (filtres a plaque de type Niagara).  Désodorisation L’huile de coton possède une odeur caractéristique qu’il faut éliminer. Le procédé consiste à distiller sous vide à une température comprise entre 230 et 250°C. Dans ces conditions, les produits odoriférants (aldéhyde, cétones…) se volatilisent. Ils sont éliminés par injection de vapeur sèche. Mais ce procédé intéressant ne dégrade pas la vitamine E (Tocophérol) produit stabilisateur qui retarde l’effet de l’oxygène dans les huiles végétales. A la sortie du désodoriseur et du fait de la séparation des acides gras libres, l’huile désodorisée est refroidie, puis filtrée et on y injecte de l’azote pour sa conservation.

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton

image 4 : aperçu de l’atelier raffinerie  Fabrication bouteille et bouchon F C’est idans cet atelier qu’on fabrique les bouteilles et les bouchons dans lesquelles l’huile est g conditionnée. L’entreprise utilise des préformes qu’elle achète à une entreprise. Ces préformes u r tubes ayant une forme cylindrique. Ces préformes sont chauffées par de lampes à une sont des e température allant de 140 à 160°C provoquant leur déformation, puis elles sont soufflées 4 provoquant leur refroidissement brusque et obtenir les bouteilles. Il est à noter que les bouteilles : sont broyées et renvoyées vers l’entreprise qui fournit les préformes (le recyclage). abimées L Pour ce e qui est des bouchons elles sont fabriquées à partir de la lotrène qui mélangés au colorant subissent s un chauffage et un refroidissement. Les bouteilles et les bouchons sont envoyés par é roulants vers l’atelier d’embouteillage les tapis c h o i r à a t o m i s a t i o n

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton RÉSUMÉ Le stage effectué à la société SODECOTON de GAROUA avait pour objectif de concevoir un séchoir d’une capacité de 10t/h muni d’un système de convoyage à raclette La résolution de la partie mécanique de ce travail nous a été attribué. Pour y parvenir nous avons commencé par étudier l’emplacement du séchoir et recenser les informations utiles qui nous ont permis de déterminer les éléments à dimensionner pour notre séchoir. Nous avons utilisé le diagramme bête à corne pour énoncer le besoin, le diagramme pieuvre pour identifier les fonctions, le cahier de charge pour détailler les attentes fonctionnelles de notre équipement, et le diagramme FAST pour ressortir les solutions technologiques. Après avoir effectué le dimensionnement nous avons utilisé le logiciel SOLIDWORKS 3D pour réaliser les mis en plans de l’équipement, études statiques ainsi que la représentation du dessin d’ensemble. La deuxième partie de notre travail qui a porté sur une étude de la faisabilité technique qui s’est basée sur la détermination des différentes méthodes intervenants dans le processus de fabrication de notre équipement et sur la maintenance de notre équipement. La dernière phase de notre projet consacrée à l’analyse financière nous a permis d’estimer le coût d’achats des différentes pièces du séchoir à une valeur d’environ 604000f.

Mots clés : conception, séchoir, graines de coton, coûts

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Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton ABSTRACT The purpose of the internship at SODECOTON was to design a tunnel dryer whose energy is superheated steam from the boiler to dry cotton seeds at around 10t / h. To achieve this we started with the design of the equipment; Regarding this part, we carried out an inventory which allowed us to have the elements that will help us size our dryer. We used the beast to horn diagram to state the need, the octopus diagram to identify the functions of our equipment, and the FAST diagram to highlight technological solutions. Following this, the SOLIDWORKS 3D software after dimensioning allowed us to represent the different parts of our equipment as well as its 3D representation. The second part of our work, which focused on a technical feasibility study which was based on determining the different methods involved in the manufacturing process of our equipment, on the choice of material for the parts of our equipment. The last phase of our project devoted to financial analysis allowed us to estimate the cost of investments at a value around 1.202.000f. An analysis of the project led to a positive net present value thus reflecting the viability of our project.

Keywords : design, dryer, cottonsee ,cost

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INTRODUCTION L’huilerie de la SODECOTON de Garoua rencontre des problèmes liés à l’humidité des graines, ceci est dû aux mauvaises conditions de stockage. Les silos de stockage des graines étant défaillants ; cela entraîne une humidité au-dessus de la norme et engendre des pertes énormes lors du décorticage (séparation de l’amende et de la coque) et impacte sur le processus d’extraction de l’huile. Pour pallier à ce problème la SODECOTON décide de mettre sur pied un équipement pouvant utiliser l’énergie calorifique présent sur leur site et être capable de sécher les graines de façon continue. Durant mon stage, l’entreprise m’a attribuée le thème ≪CONCEPTION D’UN SÉCHOIR TUNNEL POUR LES GRAINES DE COTON≫. En somme nous nous sommes fixés pour objectif général, grâces à certains calculs de bases, de dimensionner la partie mécanique du séchoir et de faire une étude financière pour évaluer les coûts d’achat des différentes pièces. Pour mener à bien ce travail, nous allons dans une première partie nous appesantir sur le cadre théorique de l’étude. Pour cela nous allons d’abord présenter l’entreprise, au chapitre un, nous exposerons les fondements théoriques de l’étude à travers la revue de la littérature, dans un deuxième chapitre nous allons présenter le matériel et les méthodes utilisé et dans le troisième nous exposerons les résultats avant de conclure.

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CHAPITRE I : REVUE DE LA LITTÉRATURE I.1 GÉNÉRALITÉS SUR LES SÉCHOIRS INDUSTRIELS I.1.1 Définition C’est un équipement qui permet de retirer une partie du solvant (généralement de l’eau) dans un corps, par vaporisation de ce solvant. I.1.2 Les différents types de séchoirs On classe les séchoirs selon deux grandes familles : 1)Séchoirs continus - Atomisation - Cylindre chauffant - Tambour rotatif - Sécheur tunnel - Sécheur à bande - Sécheur silo 2)Séchoirs statiques - Séchoir étuve - Lyophilisation - Séchoir à Lit fluidisé - Sécheur à palettes / vis Pour la suite de notre devoir nous nous intéresserons aux séchoirs continus. I.1.3. Description des séchoirs continus I.1.3.1 Séchoir à atomisation Le séchoir à atomisation comprend 3 étapes : 1) Pulvérisation du produit L’atomisation consiste à pulvériser la suspension à sécher en fines gouttelettes, souvent en partie haute de l’enceinte. Le liquide peut être pulvérisé par atomisation centrifuge, par atomisation sous pression (buse à simple fluide) ou par atomisation pneumatique (buse à 2 fluides). Cette opération détermine la taille des gouttelettes produites (et leur granulométrie), leur trajectoire, leur vitesse et par conséquent la dimension finale des particules sèches. 2) Mélange air-spray et évaporation de l’eau Les gouttes formées tombent par gravitation dans un courant d’air chaud et sèchent jusqu’à obtention d’un grain de poudre sec.

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Le contact de l’air avec le produit peut se faire selon un écoulement co-courant, contre-courant ou mixte. 3) Séparation du produit sec de l’air rejeté La récupération des poudres est effectuée par des cyclones, suivis ou non de filtres à manches et de laveurs de gaz. Des variantes au procédé générique existent également (atomisation multiple-effet, atomisation à 2 ou 3 étages). Produit liquide (doit être pompable) La figure cidessous représente le séchoir à atomisation.

Légende

1.

Entrée du produit humide

2.

Pulvérisation des particules

3.

Chambre de séchage

4.

Sortie du produit sec

5.

Cyclone de dépoussiérage

6.

Fines

Figure 6 : séchoir à atomisation Figure 5 : séchoir à atomisation I.1.3.2 Séchoir à cylindre chauffant Le procédé consiste à étaler le produit humide à sécher en film mince sur la paroi externe d’un cylindre métallique, chauffé intérieurement (essentiellement par de la vapeur et par Infrarouge). C’est la face externe du cylindre qui transmet la chaleur par conduction dans la couche de produit humide en contact avec le cylindre. Le schéma d’alimentation dépend essentiellement de la texture, de la concentration, de la viscosité, du caractère mouillant du produit et de la sensibilité à la température. On distingue les modes d’alimentation suivants en fonction du type de produit : Pour les fluides : alimentation par trempage, par pulvérisation ou par rouleau encreur ; Pour les produits visqueux et pâteux : alimentation par plusieurs rouleaux encolleurs en cascade (le produit est encollé sur le tambour en couches successives, chaque rouleau satellite Est alimenté par raclage du précédent) ou en

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parallèle (l’alimentation en couches successives se fait à partir de chaque rouleau satellite qui est alimenté directement en produit frais). Le cylindre tourne pendant que le film sèche. L’axe de rotation est horizontal et la longueur du cylindre est plus réduite que pour un tambour rotatif. Le produit sec est raclé par un couteau et emmené vers le conditionnement. Des variantes au procédé générique existent également (sécheurs bicylindres, sécheurs multicylindres). La figure ci-dessous illustre le séchoir à atomisation

Légende 1. Entrée produits humides 2. Produits secs 3. Sortie produits secs

Figure 6 : Séchoir à cylindre chauffant I.1.3.3 Séchoir à tambour rotatif Ces séchoirs sont constitués d’un tambour (cylindre), généralement de grande longueur, tournant lentement autour d’un axe légèrement incliné par rapport à l’horizontale. Le produit humide est introduit en partie supérieure par un tapis ou une vis d’Archimède. Le produit avance par gravité, les grains roulant les uns sur les autres. On les classe selon 02 grandes familles, à savoir :

1)

Séchoir tambour convectif (à léchage et brassage)

Dans certains cas, la paroi intérieure du cylindre est garnie d’aubes permettant de remonter le produit et de le laisser tomber en pluie au cours de la rotation. Ce système accroît considérablement la surface d’échange entre le produit et l’air et donc contribue à diminuer le temps de séchage.

2)

Séchoir tambour conductif

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La paroi du cylindre est chauffée extérieurement par des gaz de combustion. La face interne du cylindre assure par conduction la transmission de la chaleur au produit humide. Un écoulement d’air est nécessaire pour l’extraction de la vapeur d’eau. Des variantes au procédé générique existent également (sécheur tambour à double ou triple passages). La figure ci-dessous illustre le séchoir rotatif.

Légende

1. Entrée du produit humide 2. Léchage air chaud Figure 7 : séchoir à tambour rotatif

3. Sortie du produit sec

I.1.3.4 Séchoir tunnel Un sécheur tunnel est constitué d’une enceinte fixe dans laquelle le produit à traiter se déplace longitudinalement d’une extrémité à l’autre de l’enceinte. -

Transport du produit Le produit initial est déposé, à l’entrée du tunnel, au moyen d’un dispositif adéquat, qui peut être une bande oscillante, une vis d’étalement, un distributeur vibrant ou une boudineuse. La matière est transportée sur un tapis unique (en tôles pleines ou perforées, en grillage, en toile tissée).

-

Séchage du produit L’apport de chaleur au produit se fait généralement par l’intermédiaire d’un fluide de séchage (circulation d’air chaud). D’autres modes de transfert de la chaleur sont également possibles. Des variantes au procédé générique existent également (sécheur tapis à tabliers en série ; sécheur tapis à tabliers superposés ; sécheur chariot ; sécheur à balancelles).la figure ci-dessous illustre un séchoir tunnel

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Légende 1. Entrée du produit humide 2. Produit en défilement 3. Sortie du produit sec

Figure 8 : Séchoir tunnel I.1.3.5 Séchoir à bande Le produit défile sur une rame en étant maintenu par des picots, qui permettent d’agir sur la longueur et la largeur du produit final, c’est-à-dire sur la stabilisation dimensionnelle du produit. L’apport de chaleur au produit se fait généralement par l’intermédiaire d’un fluide de séchage (circulation d’air chaud). L’utilisation des énergies radiantes est aussi possible.

1.

Filtration de l’air

2.

Chauffage de l’air Filtration de l’air

Figure 9 : Séchoir à bande

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I.2 GÉNÉRALITÉ SUR LA CONCEPTION I.2.1 Définition de la conception Le trésor (Dictionnaire) de la langue française définit la conception comme le fait de « former le concept, l’idée générale ou non d’un objet, par l’extension, c’est représenté un objet par la pensée ». Selon AFNOR, la conception est « l’activité créative qui, partant des besoins exprimés et des connaissances existantes, aboutit à la définition d’un produit satisfaisant à ces besoins et industriellement réalisables » (AFNOR, 1998). D’après SEVILLA, la conception est « l’ensemble des actes professionnels (génération des concepts, globaux ou de détails, pratiques ou théoriques), qui permettent le développement d’un produit nouveau depuis l’élaboration de son cahier de charges jusqu’à la définition des conditions de son usage et de sa maintenance chez l’utilisateur, en passant par celles de ses méthodes de production et de mise sur le marché par l’entreprise équipementière qui le fabrique ». Fonction : une fonction est d’après la norme NF X 50-150 : « l’action d’un produit ou de l’un de ses constituants exprimés exclusivement en termes de finalité ». Besoin : le besoin est l’émergence d’une nécessité, d’un désir éprouvé par un individu ou groupe d’individus. Ce besoin peut être satisfait par un produit. Produit : le produit est défini par le dictionnaire Larousse comme étant le résultat d’une activité. Il peut inclure les services, les matériels, les produits issus de processus à caractère continu, les logiciels, ou une combinaison de deux. Utilisateur : le petit Larousse défini l’utilisateur comme une personne qui fait l’usage d’un bien ou d’un service. L’utilisateur est celui qui, se servant d’un produit, satisfait son besoin fondamental ; celui qu’il faut considérer plus pratiquement au moment de la conception. I.2.2 Types de conception On peut classer la conception en trois types. 1) La conception innovante où l’on ne s’appuie pas sur l’existant ; 2) La conception routinière où l’on part d’un prototype que l’on améliore ; 3) La conception par similitude où l’on s’inspire d’un objet ou d’un phénomène existant. La conception par similitude est celle qui sera employée dans la suite de ce travail.

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I.2.3 Méthodes de conception I.2.3.1. Analyses de la valeur ajouter Définition Selon AFNOR (NF X 50-150), l’analyse de la valeur est « une méthode de compétitivité, organisée et créative, visant la satisfaction de l’utilisateur, par une démarche spécifique de conception, à la fois fonctionnelle, économique et pluridisciplinaire ». La valeur d’un produit est une grandeur qui croit lorsque la satisfaction du besoin augmente et /ou que le coût du produit diminue. La valeur peut être considérer comme le rapport entre l’aptitude aux fonctions divisée par le cout des solutions. Cette démarche s’intéresse au produit, repose sur ces concepts, s’appuie sur des couts, s’articule sur des fonctions, utilise des outils normalisés et impose des conditions de mise en œuvre. Ici, le plan de travail à 7 phases : 1. Orienter l’action ; 2. Rechercher l’information ; 3. Analyser fonctionnellement ; 4. Rechercher les idées et voies de solution ; 5. Etudier et évaluer les solutions ; 6. Bilan prévisionnel et proposition de choix ; 7. Suivre la réalisation. Ainsi, l’analyse de la valeur peut donc être utilisée soit pour améliorer un produit ou un service déjà existant, soit être mise en œuvre directement au moment de sa conception. Le but étant de concevoir un « produit » parfaitement adapté aux besoins de son utilisateur avec un coût de réalisation plus faible. Le produit peut être existant ou nouveau, simple ou complexe, répétitif ou unique, mais être un processus administratif ou industriel, un service interne à une entreprise ou vendu par une entreprise. I.3 GÉNÉRALITÉ SUR L’ETUDE DE FAISABILITÉ I.3.1 Introduction L'Étude de faisabilité dans la gestion de projets est une étude qui permet de prouver que le projet est techniquement faisable et économiquement rentable. Le but de l’étude de faisabilité est de vérifier que « théoriquement » le projet technologique est cohérent avec la stratégie et les moyens de l’entreprise. Il est donc nécessaire d’aborder le projet sous toutes ses coutures afin de valider l’idée et d’évaluer sa : Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 10

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 Faisabilité technologique  Faisabilité commerciale  Faisabilité juridique  Faisabilité économique  Faisabilité organisationnelle Cette phase doit être concluante pour décider de la poursuite du projet et s’assurer par conséquent, le maximum de chance de succès. Ainsi le projet se poursuit donc à travers plusieurs étapes. I.3.2 les étapes d’un projet Ici on pourra citer 06 étapes 1. Validation de l’idée retenue Valider l’idée, c’est la confronter à l’existant, réaliser un état de l’art (rassembler un maximum d’informations disponibles sur le sujet), afin de décider de la suite à donner au projet. Ces informations sont d’ordre technique principalement. Elles permettent notamment de vérifier le caractère innovant de l’idée et concernent également les concurrents, leur stratégie en propriété intellectuelle (brevets…) 2. Étude de la faisabilité technique Une fois que l’idée a été validée, il faut s’assurer que la technologie envisagée peut être intégrée dans votre entreprise et sous quelles conditions (recours à une recherche, à un développement, à une adaptation, à un transfert, …). 3. Étude de la faisabilité commerciale Il s’agit de s’assurer qu’un marché existe pour ce nouveau concept. Il ne sert à rien d’investir du temps, de l’énergie et des moyens financiers dans la concrétisation d’une idée, aussi bonne et innovante soit elle, si personne n’est prêt à l’acquérir. 4. Étude de la faisabilité économique Il faut s’assurer que les coûts et les délais soient acceptables. Toute technologie a un coût. Vous devez donc avoir une idée des ressources financières qui devront être dégagées pour concrétiser le projet. Parallèlement à la technologie et au coût, l’estimation du temps que prendra le projet est un facteur clé de décision de lancement ou d’abandon. 5. Étude de la faisabilité juridique Il convient de vérifier les législations en vigueur dans le marché visé. Si on s’attaque à un marché possédant une législation spécifique (agro-alimentaire, médical, chimie, …) ou qui doit satisfaire Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 11

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à des normes environnementales par exemple, l’étude de faisabilité devra s’assurer qu’il est possible d’accorder la faisabilité du projet avec ces législations, mais pas à n’importe quel prix. 6. Étude de la faisabilité organisationnelle L’entreprise devra également s’assurer qu’elle aura la capacité de dédicacer une partie de son personnel et de ses équipements à la gestion et à la réalisation du projet. Au bout du compte, l'étude de faisabilité doit justifier le projet en termes d’objectifs chiffrés, réalistes, mesurables et atteignables, dans un contexte donné tout en présentant les moyens pour les réaliser (Belzile et al., 1995).

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CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES Dans ce chapitre nous présenterons le matériel utilisé pour notre travail et ainsi que la méthodologie déployée pour résoudre notre problème. II.1. MATÉRIEL II.1.1. Les graine de coton Le coton-graine est composé de : Fibre d’une proportion de 30 à 45% Graines 53 à 65% Soit 0-7% de l’inter, 13-15% de coques et 35-45% d’amandes. Masse : 0.005g Epaisseur : 3 à 5 mm Graine de coton

Linter

Amande Image 5 : constituants de la graine de coton II.1.2. Ressources logicielles Pour notre travail nous utiliserons 03 logiciels à savoir : 1)SolidWorks 3D

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L’application SolidWorks est une suite logicielle multiplateforme pour la Conception Assistée par Ordinateur (CAO), la Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO), l’Ingénierie assistée par Ordinateur (IAO) et 3D, développée par la société française Dassault Systèmes. C’est un logiciel de conception et de simulation mécanique en 3D Paramétrique qui tire profit de l’interface graphique Microsoft Windows. Grace à cet outil facile à utiliser, les ingénieurs et chercheurs en mécanique peuvent esquisser rapidement une idée, expérimenter avec des fonctions et des côtes et produire des modèles et mise en plan précis. Aussi, avec cet outil, nous pouvons dessiner chacune des pièces, les assembler, simuler des efforts en tenant compte du type de matériau qui constitue le modèle et ressortir Un document de mise en plan qui convertit un modèle 3 dimensions en un modèle 2 dimensions. SolidWorks est le logiciel de CAO qui va nous permet de dessiner le prototype de la machine entière. La version du logiciel SolidWorks que nous utiliserons dans le cadre de nos travaux est SolidWorks 2017. 2)Microsoft Word : Microsoft Word est un logiciel de traitement de texte. Il a permis de rédiger le texte de notre rapport 3)Microsoft Excel : Microsoft est un tableur électronique. Il nous à servis pour insérer certains de nos tableaux

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II.2. METHODES II.2.1. Démarche méthodologique Dans ce paragraphe, nous présenterons la méthode que nous avons utilisée pour concevoir notre séchoir. Pour ce travail nous suivrons la démarche basée sur l’analyse de la valeur. En effet cette méthode est une démarche intéressante car elle intègre toutes les vertus de la conception d’un produit : l’approche fonctionnelle, la prise en compte de toutes les contraintes avec une préoccupation économique et réaliste du projet, le travail en groupe systématique. Les parties juridique et administrative ne seront pas étudiées au cours de notre travail. A cet effet, voici présenté à la figure 10 le schéma synoptique de la méthodologie de notre travail.

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Figure 10 : démarche méthodologique

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II.2.2. EMPLACEMENT DU SÉCHOIR II.2.2.1 Emplacement du séchoir. C’est un paramètre très important car il nous permettra de déterminer la forme du séchoir à concevoir selon la disposition des équipements liés à son entrée et sa sortie. II.2.2.2 Documents et échanges Il s’agit ici de se procurer des documents pouvant nous être utile pour concevoir notre équipement et de se renseigner sur les exigences souhaitées par le ≪Service de décorticage≫ II.2.2.3. Détermination des éléments du séchoir Après s’être appréhender des différentes informations, nous pouvons énumérer et définir les différents composants nécessaires pour concevoir notre équipement. II.2.3. MISE EN ŒUVRE DE LA CONCETION II.2.3.1. Analyse fonctionnelle du système Selon La norme NF X 50-150 l’analyse fonctionnelle consiste à recenser, caractériser, ordonner, hiérarchiser, et valoriser les fonctions d’un produit. Elle est utilisée dans les premières phases d’un projet pour créer (conception) ou améliorer (reconception) un produit ou un procédé. Elle est un élément indispensable de sa bonne réalisation et se présente sous forme de graphe ou de diagramme d’analyse. Pour notre cas nous l’utiliserons pour déterminer les fonctions principales, les fonctions secondaires et les fonctions contraintes de notre séchoir. Il est important de faire ce recensement afin d’effectuer un dimensionnement correct des caractéristiques du produit. Lors de l’analyse fonctionnelle, chaque fonction doit être recensée, caractérisée, ordonnée, hiérarchisée et valorisée. La figure 11 présente les différentes phases de l’analyse fonctionnelle

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FONCTION DE SERVICE

BESOIN

Expression Fonctionnelle du besoin

FONCTIONS TECHNIQUES

PRODUIT (BESOIN CONSTRUCTIF )

Description Fonctionnelle du Besoin

Approche Fonctionnelle

Approche Matériel

Figure 11 : Les phases de l'analyse fonctionnelle II.2.3.2. Analyse fonctionnelle du besoin Selon l’association Française de Normalisation (AFNOR), une fonction se définit comme l’ensemble « des actions d’un produit ou de ses constituants exprimés uniquement en termes de finalités » (AFNOR X50-150) ; tandis qu’un besoin est la nécessité ou le désir éprouvé par un utilisateur. L’analyse fonctionnelle du besoin met en exergue dans notre cas les attentes du chef de service de maintenance ceci en termes de services rendus. On emploie pour cette représentation l’outil bête à cornes. Pour cela, on est amené à se poser les trois questions essentielles à savoir : 1) A qui, à quoi le système rend-il service ? 2) Sur qui, sur quoi agit-il ? 3) Dans quel but le système existe-t-il ? Il est représenté par la figure 12 suivante. Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 18

Conception d’un séchoir tunnel pour les graines de coton :

Matière D’œuvre

Usager

A qui rend -il service ?

Produit

Sur quoi agit-il ?

Dans quel but le système existe-t-il ? Fonction d’usage du besoin Figure 12 : outil bête à corne II.2.3.3. Analyse fonctionnelle technique L’analyse fonctionnelle technique permet d’analyser la conception sur le plan technique c’est-àdire sur la constitution, l’organisation et le fonctionnement interne du système ou du produit, ceci pour remplir les fonctions de service. Une fonction technique (FT) ou fonction contrainte (FC) selon l’AFNOR, est une action interne au produit (entre ses constituants) définie par le concepteur – réalisateur, dans le cadre d’une solution, pour assurer les fonctions de services. Elle n’est justifiée que par l’obligation de construire le produit. Une fonction de service peut correspondre à une chaîne de fonctions techniques. Une fonction de service (FS) est une action attendue du produit (ou réalisée par lui) pour répondre au besoin d’un utilisateur donné (AFNOR). Elle peut correspondre à une fonction d’usage ou une fonction d’estime et, s’hiérarchise en fonction principale (FP) (C’est une fonction qui justifie la création du produit, car elle établit une relation entre plusieurs composantes du milieu environnant par intermédiaire du produit), et en fonction complémentaire (FC) (fonction autres que les fonctions principales, car elle permet d’adapter le produit à la composante considérée du milieu environnant). Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 19

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La décomposition du système par les fonctions techniques aide le concepteur à mieux cerner le problème posé, à faciliter la recherche des principes et des solutions, en transformant un problème global en des problèmes subsidiaires plus petits, plus faciles à traiter, pour lesquels des solutions existent ou peuvent aisément être inventées et réalisées. Pour le faire, on utilise le diagramme pieuvre présenté à la figure 13.

Figure 13 : Diagramme pieuvre

II.2.3.4. Cahier de charge fonctionnelle (CDCF) Le cahier des charges fonctionnel est un document administratif et juridique élaboré, par lequel le demandeur exprime son besoin en termes de fonctions de services et de fonctions contraintes. Il permet de préciser les fonctions que devra accomplir le système conformément aux exigences spécifiques telles que la contenance, poids et les critères de réalisation du système. Cependant il a donc pour but de permettre au concepteur-réalisateur de proposer des solutions permettant d’atteindre le niveau spécifié par le demandeur lorsque celui-ci a situé son besoin en termes de fonction, de cout et de qualité. II.2.3.4. Diagramme FAST ( Function Analysis System Technic). Lorsque les fonctions sont identifiées, le diagramme FAST (Function Analysis System Technic) permet de présenter de façon systématique un enchainement hiérarchisé des fonctions techniques

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et de traduire rigoureusement chacune des fonctions de service en fonction(s) technique(s), puis les matérialisé en solution(s) constructive(s). Le diagramme FAST se construit de la gauche vers la droite en partant d’une fonction principale, elle présente les fonctions dans un enchainement logique en répondant aux trois questions : Pourquoi une fonction doit être assurée ? (Suivant un axe horizontal orienté vers la gauche). Cette question concerne les fonctions précédentes. Comment cette fonction doit être assurée ? (Suivant un axe horizontal orienté vers la droite). Cette question s’adresse à la fonction suivante. Quand cette fonction doit être assurée ? (Suivant le vertical orienté vers les deux sens le haut et le bas). Cette question s’applique à une ou des fonctions situées au même niveau. La figure 14 présente les étapes d’un diagramme FAST.

Quand ? &? FONCTION

Pourquoi ?

Comment ?

Quand ?

Figure 14 : Etapes du diagramme FAST

II.3. DIMENSIONEMENT DU SÉCHOIR Dans cette partie nous allons effectuer des calculs pour justifier le choix des éléments nécessaires pour la conception du séchoir. II.3.1. Calculs des éléments 1). Volume du séchoir De forme rectangulaire, le volume de notre séchoir est : V= L∗l∗h V : en m³ L. l : la longueur et largeur du séchoir en mètre (m) Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 21

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H : largeur (m) 2). Calculs des caractéristiques de la chaine 

Longueur de la chaine

La longueur de la chaine sera déterminée premièrement en fonction des maillons et ensuite en millimètre en fonction du pas. Dans notre système de transmission, la roue à un même nombre de dents avec le pignon z = z1 = z2 , on alors. -En fonction des maillons a Lm = 2 + z p

(1)

-En millimètre en fonction du pas L = Lm ∗ p [mm] Lm : longueur de la chaîne en maillon (2)

a : entraxe [mm] p : pas [mm] z : nombres de dents de la roue 

Vitesse de la chaine

C’est l’espace parcouru par unité de temps par la chaine. Il est fondamental pour déterminer la portée du convoyeur et est strictement lié au pas de la chaîne en fonctions des diamètres des roues. Cette vitesse est calculée par la relation :

v=

p∗z∗n 60000

(3)

Ou encore par la formule de REXNORD v=

ⅆp ∗ n 19100

v : vitesse de la chaine [m/s] ⅆp : diamètre primitif de la roue p : pas [mm] z : nombres de dents de la roue Constantes :60000 ; 19100  Poids de la chaine Le poids des chaines est calculé en fonction de leur masse linéique donc donné par : Pch aine = 9,81ρL Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 22

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ρ : masse volumique [kg/m3] L : longueur de chaine [mm]  Efforts sur la chaine Les efforts sur une chaine sont donnés par la figure suivante Les efforts sur la chaine sont donnés par La figure 15 suivante :

Figure 15 : Efforts sur la chaine -efforts de traction ou tension utile de la chaine Noté Ft, c’est la force nécessaire pour vaincre le couple résistant Mt de la roue menée, il donné par la formule suivante. 𝐹𝑡 =

𝑀𝑡 𝑅

𝑝

Or 𝐹𝑡 = 𝑣

(5)

𝐹𝑡 : force de traction [N] Mt : couple résistant de la roue menée [N/m] P : puissance à transmettre V : vitesse linéaire [m/s] R : rayon primitif [mm]

-force centrifuge C’est une force supplémentaire F2 sur la chaîne, telle que : F2 = ρV² Rédigé par MAYOUK POLYCAPE 23

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Avec ρ : masse de la chaîne par unité de longueur [kg/m] V : vitesse linéaire[m/s] 3) calculs sur les roues dentées Notre système fonctionnant à faible vitesse de chaine 9 [m/s] P< 3 [kW] Périodique à Barbotage (bain d’huile) Circulation d’huile pinceau ou à Brouillard d’huile ou ou jet sous pression burette chaine « auto lubrifiée » Pour notre plage des vitesses V