Soutenance mémoire
Depuis toujours la science est en perpétuel mouvement pour améliorer les conditions de notre vie quotidienne. Dans le domaine des matériaux, elle a apporté beaucoup de progrès surtout pour avoir des matériaux de plus en plus performants et résistants. Le compactage est l‟une des phases essentielles pour l‟amélioration de la performance des matériaux. Cela entraîne d‟une part une augmentation de la densité de l‟ensemble, et d‟autre part une diminution de sa porosité et de sa perméabilité qui sont toutes les trois parmi les caractéristiques très importantes dans l‟utilisation future du matériau. Certainement, l‟intervention au niveau du compactage va avoir une influence sur les résistances que ce soit à la compression ou à la traction. C‟est justement l‟importance de cette phase de compactage qui nous a incités de chercher un moyen afin de l‟améliorer. Et l‟utilisation d‟une presse vibrante s‟avère prometteuse. En effet, la vibration permet de faciliter les déplacements des grains dans un matériau, on peut alors penser que si on réalise un compactage en appliquant en même temps une vibration sur l‟ensemble, les résultats pourraient être intéressants. Ce principe est déjà exploité pour la mise en œuvre des bétons. Cette étude nécessite un appareillage spécifique qui permet de réaliser en même temps le pressage et la vibration. La réalisation de cet appareil est l‟objet de cette étude : « Conception et réalisation d’une presse vibrante PVR 2012 pour le laboratoire de matériaux à Vontovorona ».
ETUDE BIBLIOGARPHIQUE
LA PRESSE VIBRANTE
A l’origine, les processus de fabrication des éléments en béton faisaient essentiellement appel à des techniques de pressage. Les procédés vibratoires, introduits dès la fin des années 1950, ont permis d’améliorer la qualité des productions. Les activités liées à l’élaboration des éléments de construction en béton, en usine ou sur les chantiers, font largement appel aux vibrations.
Notion sur la vibration
Définitions :
La vibration peut être définie par :
●Chocs ou tremblements produits par un appareil.
●Oscillation, mouvement de va-et-vient très rapide.
D‟habitude, la vibration est surtout utilisée lors de la mise en œuvre des bétons frais. Elle a pour objectif de faciliter l‟opération d‟ouvrabilité, de compactage et de remplissage correct des moules pour avoir une parfaite finition des produits finis (serrage du béton, élimination du bullage, résistance mécanique, etc.). On définit la notion d‟ouvrabilité comme étant la capacité du béton frais à être transporté et mis en place suffisamment, facilement et sans ségrégation. La vibration a donc une influence sur l‟ouvrabilité du matériau car elle favorise sa mise en place.
La vibration est caractérisée par les paramètres suivants :
– direction principale de vibration,
– fréquence,
– amplitude ou vitesse ou accélération,
– durée d‟application.
Des résultats qualitatifs sur l‟influence de chaque paramètre peuvent être consultés dans un certain nombre de publications dont quelques résultats sont présentés dans les sections suivantes.
Effets de la vibration
Influence de la direction principale de vibration
La direction de la vibration doit être orientée “perpendiculairement aux parois de l‟élément à vibrer”, et de façon à être “homogène sur toute la surface”. Ceci permet d‟assurer une bonne transmission de la sollicitation dans le matériau. En effet une vibration rapidement amortie ne peut être efficace que dans une petite partie du matériau considéré.
Influence de l’amplitude, de la vitesse et de l’accélération :
Les résultats bibliographiques sont très variés, sans nécessairement être contradictoires puisque les conditions expérimentales (matériau, sollicitation) ne sont pas toujours clairement exposées. Généralement les vibrations étudiées sont harmoniques. Les grandeurs : vitesse, accélération et amplitude sont donc liées. Il est à remarquer que peu d‟étude a été réalisée sur l‟influence de la vibration sur la mise en œuvre de matériaux autre que le béton frais.
L‟action de la vibration sur le béton frais est divisée en trois phases successives dont le paramètre d‟efficacité est différent :
1- D‟abord, la vibration agit sur le frottement entre les gros grains et l‟inertie des gros grains a une influence sur la compactibilité des bétons. Le paramètre d‟efficacité est alors l‟amplitude.
2- Puis la vibration influe sur la rhéologie du béton frais, qui est considéré comme un fluide visqueux à seuil, et induit une chute du seuil et de la viscosité. Le paramètre d‟efficacité est alors la vitesse. Pour un béton à démoulage immédiat de type “bloc”, le critère est alors :
Vibration efficace si : V > 0.15 m/s.
3- Enfin, la vibration agit sur les bulles d‟air qui remontent à la surface, Le paramètre d‟efficacité est alors l‟accélération.
Table vibrante
Une presse vibrante est essentiellement composée d‟une presse et d‟une table vibrante qui lui transmet la vibration. La table vibrante est un outil vibrant rationnellement élaborée. Comme son nom l‟indique, elle est une table équipée d‟un système vibrant ayant une amplitude de vibration variable ou non selon les mécanismes adoptés par les constructeurs.
Il existe plusieurs types de tables vibrantes. Elles se diffèrent selon leur forme et le mécanisme vibratoire utilisé. Dans la majorité des cas, on utilise le système à balourd excentrique. Le balourd est un terme de mécanique classique caractérisant une masse non parfaitement répartie sur un volume de révolution en rotation. Dans ce cas, l‟axe d’inertie(ou centre de gravité) n’est plus confondu avec l’axe de rotation. Le balourd entraîne un déséquilibre et provoque une vibration du système considéré. Cette propriété est exploitée lors de la conception de la table vibrante. Alors, soit le balourd est fixé directement sur le moteur, soit il est entraîné par le moteur à l‟aide d‟une courroie. Les photos suivantes montrent la différence entre ces deux mécanismes.
Exemple d’utilisation de la vibration dans l’élaboration des parpaings
L‟exemple courant où l‟on rencontre l‟utilisation de la vibration dans l‟élaboration des matériaux de construction est la fabrication de parpaing. En effet, pour faciliter le compactage des parpaings, on leur soumet une vibration, en les compactant (sous le choc) en même temps.
Installation classique semi industrielle pour la production de blocs
Les granulats sont amenés par camion et sont stockés à l‟extérieur. Un malaxeur effectue le mélange des matières premières de façon automatique, selon la formulation programmée, adaptée au type de produit. Le mélange est ensuite convoyé jusq u‟à la presse par un transporteur à bandes. Toute la phase de mise en forme est réalisée par la presse vibrante. Les produits démoulés sont alors immédiatement stockés en étuve pour séchage pendant environ 36 heures. Le produit peut être transporté vers so n lieu de stockage ou d‟utilisation. Notons que toute l‟installation est automatique et que deux personnes seulement sont nécessaires à son fonctionnement (une personne pour l‟approvisionnement et une personne pour le pilotage général).
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Table des matières
Introduction générale
Objectifs de l’ouvrage
PARTIE A: ETUDE BIBLIOGARPHIQUE
Chapitre I: LA PRESSE VIBRANTE
Chapitre II: LES MACHINES ET OUTILS D’USINAGE
Chapitre III: LA STABILISATION DE LA LATERITE
PARTIE B: ETUDE EXPERIMENTALE: CONCEPTION ET REALISATION DE LA PRESSE PVR 2012
Chapitre I: ANALYSE DE FABRICATION
Chapitre II: PROCEDES DE CONFECTIONNAGE DES BRIQUETTES
Chapitre III: RESULTATS DES ESSAIS ET INTERPRETATIONS
PARTIE C: EVALUATOIN ECONOMIQUE ET APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
Chapitre I: EVALUATON ECONOMIQUE
Chapitre II: APPROCHE ENVIRONNEMENTAL
Conclusion générale
Bibliographie
Annexe
Table de matière
