ELEMENTS DE CONCEPTION D’UNE PRESSE A LIANT PAPIER

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Renforcement par dispersion

Ce matériau est caractérisé par la présence de peties particules qui freinent le déplacement des dislocations (matrice métallique). En générale ; la matrice supporte la charge appliquée et le renforcement de l’ensemble dépend des interactions atomiques ou moléculaires entre matrice et renfort. Une répartition uniforme des petites particules dans la matrice permet d’améliorer le renforcement du matériau.

Grosses particules

Ce matériau est généralement fabriqué de métaux, decéramiques et de polymères. Le renforcement des propriétés mécaniques dépend dela force de liaison entre matrice et particules. Nous devons noter que l’interaction entre particules et matrice n’est ni atomique ni moléculaire mais relève de la mécanique classique. Les particules de renfort sont plus dures et plus rigides que la matrice et l’empêchent de se déplacer autour d’elles.

Composites renforcés par des fibres

En générale ; nous caractérisons les composites à ibresf par propriétés spécifiques comme la résistance spécifique qui est le rapport entre la résistance à la traction et la densité ou le module spécifique qui est le rapport du module ’élasticité et la densité.
Nous pouvons classer en 03 catégories :
· fibres continues alignées.
· fibres orientées aléatoirement.
· fibres discontinues alignées.

Structures sandwiches

Les structures composites subissant des sollicitations de type flexion ou torsion sont généralement construites en matériaux sandwiches. Une structure sandwich est composée d’une âme et de deux peaux en matériaux composites. L’assemblage est réalisé par collage à l’aide d’une résine compatible avec les matériaux en présence. Les âmes les plus utilisées sont de type nid d’abei lles, âme ondulée ou mousse. Les peaux sont généralement constituées de structures tratifiées. Une âme nid d’abeilles est présentée sur les figures. Ces structures ont une grande rigidité en flexion et torsion. L’âme de la structure sandwich résiste principalement aux contraintes de cisaillement et de compression hors plan, les peaux inférieures et supérieures supportent quant à elles les efforts dans leur plan.

Généralités sur la fibre cellulosique

La cellulose est un glucide constitué d’une chaîne linéaire de molécules de D-Glucose (entre 200 et 14 000) et principal constituant des végétaux et en particulier de la paroi de leurs cellules.
Le bois, le carton et le coton contiennent de la cellulose. La cellulose est une excellente fibre.

Le carton ; matériau composite[5]

Le terme carton désigne en général un papier rigide et plus épais que le papier ordinaire. Si on se réfère au grammage, le passage du papier au carton se fait officiellement à 224 g/m² et 175 µm d’épaisseur, le carton se plaçant dans la gamme de grammage de 224 à 500 g/m².
Comme matériau le carton se révèle :
· léger et facile à travailler par découpage, pliage .
· supportant différents types d’assemblage.
· facile et peu encombrant à stocker à plat .
· adaptable à différentes contraintes par contre-collage (protection, imperméabilisation, contact alimentaire, etc.), vernissage ou pelliculage (brillance), dorure ou gaufrage (boîtage de luxe) .
· apte à subir différents traitemens .
· aisé à manipuler
· recyclable et biodégradable.

La norme européenne EN 197-1

La norme européenne EN 197-1 est publiée par l’AFNOR sous la référence NF EN 197-1 « Ciment – Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants ».
La norme NF EN 197-1 est subdivisée en trois rubriques :
· Une première partie descriptive qui définit les constituants du ciment et délimite les différents types de ciments .
· Une deuxième partie qui fixe les classes de résistance, les spécifications mécaniques et physico-chimiques .
· Une troisième partie consacrée aux critères de conformité, les procédures de leur vérification et les seuils de garantie.

Classes de résistance

Un mode de classification des ciments le plus utilisé est la classification suivant les résistances mécaniques, et plus exactement la résistance à la compression simple. Selon la norme NF EN 197-1, les ciments sont réparties en trois classes : 32.5 ; 42.5 et 52.5, définies par la valeur minimale de la résistance normale du ciment à 28 jours. La résistance normale d’un ciment est la résistance mécanique à la compression mesurée à 28 jours sur mortier normal conformément à la norme NF EN 197-1 et exprimée en MPa.

Du ciment vers la roche artificielle[6]

L’hydratation regroupe l’ensemble des réactions chimiques qui se produisent entre le ciment et l’eau. Ces réactions d’hydratation sont très complexes et débutent dès la mise en contact de ces deux phases.
En présence d’eau, les constituants anhydres du ciment donnent naissance à des silicates, des aluminates de calcium hydratés et de la chaux hydratée appelée Portlandite, lesquels forment un gel microcristallin à l’origine du phénomène de prise. La multiplication des cristaux permet d’acquérir les résistances mécaniques. Le ciment durci évolue dans le temps, suivant les conditions extérieures.
Avant d’atteindre son état final hydraté, le ciment évolue selon trois phases successives. La première phase est appelée phase d’induction ou phase I et correspond à la dissolution des constituants du ciment. La deuxième phase, appelée phase d’accélération ou phase II, est une étape où les solutions sont sursaturées par rapport aux différents hydrates. La dernière phase également appelée phase III ou phase de décroissance, correspond à une phase de précipitation et de cristallisation des hydrates formés dans les espaces inter granulaires.
Les réactions d’hydratation qui gouvernent l’essentiel des propriétés du matériau sont présentées ci-après. Les notations cimentièressont utilisées dans l’écriture des réactions.

Déchiquetage

Des essais ont été mené à partir des matériels électroménagers (mixer ; hachoir à viande) et avec une perceuse adaptée pour déchiqueter les déchets papiers mais les résultats n’étaient ni régulier ni reproductible fautes de paramètres mesurables.
Ainsi ; à partir des expériences acquises c’est-à-dire :
Avec le Mixer : la machinabilité est obtenue seulement avec un ratio masse d’eau/masse de papier de 8. En dessous de cette valeur ; l’opération étant verticale, une partie s’entasse et une autre flotte au dessus du couteau. Donc l’opération de déchiquetage doit se faire à l’horizontale.
Avec le hachoir à viande : Les déchets papiers doivent être déchiqueté avant de passer dans l’appareil sinon il n’y a aucune sortie possible puisque la pression de la vis sans fin amène les papiers à boucher les petits trous et coince le couteau. Donc il n’est pas utile de bloquer le flux puisque l’accumulation devient de plus en plus rigide et risque de casser le matériel.
Avec la perceuse adaptée d’une lame de coupe : Plus la lame est fine et tranchante et tourne avec une vitesse élevée, plus le déchiquetage s’obtient facilement. Avec cette méthode, comme l’outil est mobile ; il est difficile d’obtenir une uniformité de l’opération car elle est laissée à la libre appréciation de l’opérateur.
Nous avons conçu une machine simple (cf. PARTIE III) nous permettant de varier et de mesurer la vitesse de rotation ainsi que de savoir l’intensité de charge débitée par le moteur. Ce dernier paramètre sera utilisé comme indicateur de la faisabilité de l’opération. Nous pouvons varier la vitesse de rotation du moteur de 0 à 50 tr/s.

Broyage 

L’opération consiste à découper les déchets préalablement déchiquetés en morceaux de taille plus régulière à vitesse constante. La fin de broyage sera le résultat d’une comparaison à partir de référence visuelle. Un paramètre temps est utilisé pour initialiser le test.

Table des matières

PARTIE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : LES MATERIAUX COMPOSITES
I-1- Définition
I-2- Composition générale d’un matériau composite
I-3 Différents types des matériaux composites
I-4- Intérêt des matériaux composites
CHAPITRE II – LES MATERIAUX COMPOSITES OBJETS DE L’ETUDE.
II-1- Introduction
II-2- Le papier cartons
II -3 Le ciment
PARTIE II : ETUDE EXERIMENTALE
CHAPITRE III : PROCESSUS D’OBTENTION DE LA PATE DE PAPIER
III-1- Introduction
III-2- Descriptif du processus de préparations
III-3- Les paramètres importants du processus
CHAPITRE IV : LE MATERIAU – LE LIANT PAPIER
IV-1- INTRODUCTION
IV-2- PROCESSUS D’OBTENTION DU LIANT PAPIER
IV-3- Mise en oeuvre des éprouvettes
IV-4- Caractérisation du liant papier
CHAPITRE V –RESULTATS ET INTERPRETATIONS
V-1- Introduction
V-2- La masse volumique
V-3- La résistance a la compression
V-4- La résistance a la traction par flexion
V-5- La capacité d’absorption d’eau (C.A.E)
V-6- Les changements dimensionnels
V-7- Test d’isolation phonique
V-8- Vérification de comportement aux clous, vis ; scies et feu
PARTIE III : ETUDE D’EXPLOITATION
CHAPITRE VI : ELEMENTS DE CONCEPTION D’UNE DECHIQUETEUSE DE PAPIER
VI-1- Descriptions
VI-2- Eléments caractéristique de base
CHAPITRE VII – ELEMENTS DE CONCEPTION D’UNE PRESSE A LIANT PAPIER
VII-1- Description
VII-2- Eléments caractéristiques de base
CHAPITRE VIII – ETUDE COMPARATIVE
VIII-1- Introduction
VIII-2- Comparaison technique
VIII-3- Eléments simplifies de prix de revient
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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