Soutenance mémoire
Étapes d’extraction
L’huile de Jatropha Curcas est obtenue en passant par plusieurs étapes bien distinctes.
Concassage Cette opération consiste à séparer l’écorce de la graine, qu’on appelle ‘‘la testa’’ L’enlèvement des capsules qui enveloppent les graines se fait manuellement. Le décorticage industriel se pratique avec une machine entraînée par un moteur électrique. Cette même machine trie en même temps l’amande et l’écorce. Ces dernières sont alors broyées pour être transformées en un liquide épais.
Broyage C’est un procédé de transformation des graines en poudre. Ces dernières sont alors broyées pour être transformées en un liquide épais. Le broyage artisanal nécessite des pilons tandis que le broyage industriel, un broyeur à marteaux ou à rouleaux.
Chauffage Le chauffage est une opération qui sert à augmenter la température. Elle a pour but de faciliter l’obtention d’huile au pressage. La méthode industrielle s‘effectue en ajoutant des produits chimiques comme le dichlorométhane .la température et le temps de chauffage sont limités.
Pressage C’est une étape très importante pour l’obtention de l’huile ; c’est le procédé de séparation de l’huile et du tourteau. Les presses artisanales sont des presses à vis horizontale ou verticale et sont entraînées à la main ; il faut emballer la poudre d’amande cuite et la presser. La presse industrielle est entraînée par un moteur électrique ; il existe des presses hydrauliques et pneumatiques.
Filtrage C’est l’étape finale d’extraction. Filtrer, c’est enlever les impuretés pour obtenir de l’huile industrielle.le filtre artisanal s’effectue avec une fibre de coton, tandis que le procédé industriel utilise une presse filtre.
Cycle à 4 temps
– Etape 1 : L’admission : Durant l’admission, la soupape d’échappement est fermée et la soupape d’admission est ouverte. Le piston descend donc il crée une dépression permettant d’aspirer le mélange air/essence venant du carburateur.
– Etape 2 : La compression : A cette étape, les deux soupapes sont fermées rendant la culasse hermétique. Le piston remonte et comprime le mélange air/essence. Cette simple compression va élever le mélange carburé à une température de 300°C environ. Si la température s’élève encore de 100°C supplémentaire, le mélange risque de s’enflammer spontanément. C’est ce qu’on appelle l’auto-allumage
– Etape 3 : La détente (ou explosion) : Le piston arrivé à son point le plus haut, une étincelle jaillit entre les électrodes de la bougie provoquant l’inflammation (et non l’explosion) des gaz. Il en résulte une élévation de la pression et de la température pousse alors le piston qui redescend alors vers son point le plus bas. Lorsque que le piston arrive à ce point, les deux soupapes sont encore fermées.
– Etape 4 : L’échappement : La soupape d’échappement s’ouvre et le piston en remontant va pousser devant lui les gaz brûlés qui s’échappent par cet seul orifice.
Mise au point
Avant de faire plusieurs essais successifs, il est important de vérifier les différents éléments du système à savoir le moteur, la pompe et l’huile. Il est nécessaire de recréer les conditions initiales de démarrage.
Huile D’après ses caractéristiques remplissant les conditions requises par les normes internationales, l’huile HJC est un produit de remplacement prometteur pour le diesel, le kérosène et d’autres carburants. Elle peut être employée comme carburant dans des moteurs diesel de chambre de précombustion et comme lubrifiant. Le rendement des semences est de 31-37%. L’huile est obtenue par les expulseurs motorisés.
Moteur Le moteur d’essai est accouplé à une pompe par 2 courroies bien tendues pour éviter un éventuel glissement. Il doit être chauffé pour l’adéquation de l’huile HJC. Au lieu du réservoir de gas-oil, on a adapté une éprouvette permettant de relever la consommation de Jatropha Curcas.
Pompe Une poulie de même dimension (2 gorges de 17) que celle du moteur a été adaptée à la pompe pour la fixation des courroies. Des opérations de soudage et de plomberie ont été réalisées pour assembler la pompe avec les conduites de refoulement et d’aspiration. La pompe nécessite toujours un amorçage ; la pression exercée sur un liquide doit être la même dans toutes les directions donc l’existence d’une poche d’air même minime, arrête le pompage. Après ces préparations, nous alimentons le moteur avec l’huile HJC.
Analyse de la valeur (AV)
Notre but étant de projeter d’avance l’intégration du projet dans le monde réel, dans le souci de produire mieux et à moindre coût, l’analyse de la valeur (AV) est de recours. L’étude est donc plus orientée vers les utilisateurs ou plutôt vers l’adéquation du produit à son environnement social (les opérateurs privés et les paysans) ce qui revient à avoir une vision anthropocentrée du produit. Cette méthode se définit par la norme AFNOR X50-150 comme suit : ‘‘ L’analyse de la valeur exploitée comme une méthode de compétitivité, vise à obtenir la meilleure adéquation du produit à son marché dans des conditions optimales pour l’entreprise. Le produit peut être un matériel, un service ou toute combinaison des deux, un processus industriel ou administratif. ’’ L’AV peut donc être considérée comme un outil d’optimisation de la production, c’est-à-dire un outil pour améliorer la qualité et l’efficacité du produit tout en minimisant les ressources nécessaires à sa réalisation. L’analyse intègre la notion de coût de besoin et donc de fonction et c’est l’appréciation de ces facteurs qui définit la valeur d’un produit. La valeur se définit comme un jugement porté sur un produit, elle s’accroît lorsque la satisfaction des besoins augmente et/ou les coûts et dépenses diminuent. En terme plus familier, la valeur est reflétée par le rapport qualité/prix. C’est pour cela que l’analyse de la valeur fait introduire deux dimensions : la dimension fonctionnelle et la dimension économique. L’AV intervient bien en amont de la démarche de la conception du projet jusqu’à sa mise en marche et l’analyse fonctionnelle dans ce cas vient en aide pour bien mener cette analyse
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
CHAPITRE 1 : L’HUILE DE JATROPHA CURCAS
1. La graine
1.1. Composition chimique
1.2. Étapes d’extraction
1.2.1. Concassage
1.2.2. Broyage
1.2.3. Chauffage
1.2.4. Pressage
1.2.5. Filtrage
2. L’huile de Jatropha Curcas
2.1. Composition chimique
2.2. Spécificités physico–chimiques
2.2.1. Pouvoir calorifique PC
2.2.2. Viscosité σ
2.2.3. Point de solidification PS
2.2.4. Point d’inflammabilité ou point d’éclair PI
2.2.5. Poids spécifique Ω
2.3. Autres caractéristiques
3. Comparaison avec le gasoil
CHAPITRE 2 : LE MOTEUR D’ESSAI
1. Régimes du moteur
1.1. Paramètres d’un moteur
1.2. Interprétation
1.3. Intervalle de fonctionnement optimal
2. Le moteur d’essai
2.1. Caractéristiques
2.2. Détermination de la pression moyenne effective
2.3. Optimisation des performances du moteur
3. Courbes du moteur d’essai
3.1. Courbe de couple
3.2. Courbe de puissance
DEUXIEME PARTIE
CHAPITRE 1: LOIS ET PRINCIPES DE LA THERMODYNAMIQUE
1. Equation caractéristique des gaz parfaits
2. Lois
2.1. Premier principe
2.2. Deuxième principe ou principe de Carnot
3. Définition
3.1. Notion de chaleur et de travail
3.2. Chaleur massique ou spécifique
3.3. Source de chaleur
4. Exemple de système : le piston
5. Diagramme et représentations graphiques
5.1. Diagramme (P, V) ou diagramme de Clapeyron
5.2. Diagramme (T, S)
6. Grandeurs énergétiques
6.1. Enthalpie H
6.2. Entropie S
6.3. Energie interne U
7. Cycle de Carnot
CHAPITRE 2 : LE MOTEUR THERMIQUE
1. Définition
2. Classification
2.1. Les moteurs à combustion externe
2.2. Les moteurs à combustion interne
3. Moteur à combustion interne
3.1. Organes
3.2. Principe de fonctionnement
3.3. Cycles
3.3.1. Cycle à 2 temps
3.3.2. Cycle à 4 temps
CHAPITRE 3 : MOTEURS DIESEL
1. Comparaison entre moteur à essence et moteur diesel
2. Cycle Diesel
2.1. Représentation graphique
2.2. Principe de base
3. Eléments d’un moteur diesel
4. Classification des moteurs diesel et modes d’injection
4.1. L’injection directe
4.2. L’injection indirecte
5. Evolution de la pression en fonction de la position du piston
TROISIEME PARTIE
CHAPITRE 1 : ADEQUATION DE L’HUILE DE JATROPHA CURCAS
1. Schéma de l’installation
2. Essai du moteur alimenté à l’huile brute de Jatropha Curcas
2.1. Observations
2.2.Consommation en HJC
2.3.Courbe
2.4. Interprétation
3. Mise au point
3.1.Huile
3.2. Moteur
3.3. Pompe
4. Bilan
4.1.Combustion
4.2. Organes du moteur
4.3. Analyse générale
5.Précautions à prendre
CHAPITRE 2: ETUDE COMPARATIVE
1. Puissance et couple
1.1. Essai
1.2. Mesure de la puissance
1.3.Courbes
2. Comparaison entre couple
2.1. Gasoil
2.2.Huile de Jatropha Curcas
2.3. Graphes
2.4. Interprétation
3. Comparaison entre puissance
3.1. Gasoil
3.2. Huile de Jatropha Curcas
3.3. Graphes
3.4. Interprétation
4. Charge
4.1. Essai
4.2. Résultats
4.3. Interprétation
5.Récapitulation
QUATRIEME PARTIE
CHAPITRE 1: EVALUATION ECONOMIQUE
1. Plate forme multifonctionnelle
1.1. Définition d’une plate forme multifonctionnelle
1.2. Description de la plate forme
2. Schéma de principe de la plate forme
3. Evaluation économique du projet de la plate forme
3.1. Notations
3.2. Calcul économique
3.2.1. Dépenses d’investissement
3.2.2. Eléments du coût opératoire CO
3.2.3. Recettes d’exploitation
3.2.4. Etude de la rentabilité du projet
4. Analyse de la valeur (AV)
5. Analyse fonctionnelle (AF)
6. AF et AV de la plate forme multifonctionnelle
7. Démarche méthodologique
8. Application de la démarche méthodologique
CHAPITRE 2 : IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
1. Utilisation traditionnelle du Jatropha
2. Avantages du Jatropha
2.1. Avantages sociaux
2.2. Avantages économiques
2.3. Avantages agricoles
2.4. Avantages énergétiques
2.5. Avantages écologiques
2.6. Avantages médicaux
3. Résultats attendus
4. Indicateurs d’impact de la plate forme utilisant le Jatropha
5. Les limites
6. Analyse des fumées
6.1. Mesures effectuées
6.2. Pollutions dues à la combustion
7. Récapitulation
CONCLUSION
ANNEXES
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