Soutenance mémoire
La recherche scientifique joue un rôle très important dans la société et l’économie malgache. Plusieurs avantages sont créés par l’exploitation de matières premières à Madagascar. On sait que dans la plupart des sols, les argiles sont associées à des composés de nature complexe le plus souvent mal cristallisés de fer et d’aluminium. La présence de ces composés modifie considérablement les organisations et les propriétés qui en dépendent (G. BARBIER, 19381). Les industries de fabrication de la céramique, nucléaire, la métallurgie, etc., traitent leurs produits à haute température. Dans notre étude, nous nous intéressons à l’utilisation des argiles pour réaliser des réfractaires et des fours. Le présent mémoire s’intitule «VALORISATION DES ARGILES : ISOLATION THERMIQUE POUR LA REALISATION D’UN MINI FOUR».Les argiles ont des propriétés spéciales comme la résistance aux réactions des produits chimiques, la résistance mécanique et la résistance aux chocs thermiques. A l’état naturel, elles donnent une pâte plastique qui peut être facilement moulée ou mise enforme. Après cuisson, elle donne un objet résistant et imperméable.
GENERALITES SUR LESARGILES
Définition
Le critère physique le plus élémentaire est la dimension des particules constituant le sol. Les particules argileuses sont des phyllosilicates ou des silicates en feuillets sous forme de grains ayant une taille inférieure à 2µm. Les argiles proviennent de la dégradation des roches silicatées comme les granites et l’érosion de l’écorce terrestre qui sont transportées par les cours d’eau. Généralement, l’utilisation de la méthode de la diffraction de rayonnement X pour distinguer plusieurs types d’argiles d’après leur structure est le plus courant. Il y a plusieurs groupes ou classe de matériaux argileux. Les plus connus sont : les kaolinites, les illites, les smectites.
Gisement d’argiles d’Arivonimamo
Ce gisement se situe dans la région Analamanga, district d’Arivonimamo, dans la Commune rurale d’ArivonimamoII, entre 20 à 25km au Nord-Ouest de la ville, la RN1 y traverse.
Groupe d’Argiles
Groupe des KAOLINITES
La formule générale du groupe des kaolinites est (Si2) (Al2) O5(OH)4. Les argiles sont dites kaolinites, s’ils ont un taux d’alumine supérieur à 37%.Le feuillet élémentaire est composé par l’alternance d’une couche de silice tétraédrique et d’une couche d’alumine octaédrique. La distance interatomique dans les deux structures est environ de 7Ǻ. La liaison entre la couche de silice et la couche d’alumine se fait par substitution de certains (OH)- par des oxygènes O2- . Dans les couches de l’alumine un ion Al3+sur quatre est remplacé par un ion Mg2+, c’est le défaut de Skotki. Le déficit de charge qui en résulte est compensé par les ions calcium Ca2+ qui assurent des liaisons assez fortes entre les feuillets. En général, les kaolins sont colorés de teinte blanche.
Groupe des ILLITES
Le groupe des illites ont la formule générale [(Si4-nAlnO10)] Al2Kn(OH) 4 Le feuillet élémentaire est composé d’une couche d’alumine octaédrique entre deux couches de silice tétraédrique. Dans les couches de silice un ion Si4+ sur quatre est remplacé par un ion Al3+. Le déficit de charge qui en résulte est compensé par les ions potassium K+ qui assurent des liaisons assez fortes entre les feuillets. La particule d’illite comporte une dizaine de feuillets qui lui donnent une épaisseur de 10 nm et une épaisseur de 0,3 mm. Le défaut ponctuel hexagonal du feuillet de silice correspond à l’atome K+ qui en le comblant crée un lien fort entre les couches .
Groupe des SMECTITES
La formule générale du groupe des smectites est(Si4O10)(Al5/3Mg1/3)Na1/3(OH)2.Le feuillet élémentaire est composé d’une couche d’alumine entre deux couches de silice, comme l’illite. Les smectites sont formés par l’altération d’une couche d’alumine et deux couches de silices. Dans les couches d’alumine un ion Al3+ sur quatre est remplacé par un ionMg2+. Le déficit de charge qui en résulte est compensé par des ions Ca2+ ou par des ions Na+ . La valence des ions sodium étant très faible que celle de calcium ; alors, les liaisons entre feuillets étant très faibles, ces argiles sont très sensibles à la teneur en eau et ont un fort potentiel de gonflement et de retrait.
UTILISATION POSSIBLE DES ARGILES
L’argile est nécessaire pour la fabrication des objets utilisés dans la vie quotidienne. Elle est utilisée comme matériaux réfractaires, matériaux de construction, médicament, …
Matériaux réfractaires
L’argile a des propriétés physico- chimiques très particulières. A une température audessous de 2054°C, sa propriété physique ne change rien ; grâce à cette propriété, l’homme utilise l’argile comme matière de base pour réaliser un four.
Matériaux de construction
L’argile est nécessaire pour la fabrication des objets utilisés dans la vie quotidienne. Les argiles sont classées en fonction de leur origine et de leur composition. À l’état naturel, l’argile est sous forme d’une pâte, facile à manipuler et à l’état sec, elle est sous forme d’un solide roché et imperméable. L’homme utilise l’argile comme briquète, matière première des arts, ciment, décoration, …
Médicament
L’homme utilise l’argile comme matière première des produits cosmétiques, des médicaments et des produits sol-gel. Les argiles présentent une grande diversité de composition. Elles ont une bonne composition médicale. Les hommes utilisent l’argile comme :
• Shampooing naturel ou pour protéger la peau aux rayons du soleil,
• Dentifrice
• Médicament qui calme la faim
• Médicament qui calme les diarrhées
• Huile de massage.
LE KAOLIN
GENERALITE
L’argile Kaolinite est engendrée par la dégradation de roche granitique. L’un des matériaux de cette roche appelé feldspath se transforme en argile Kaolinite. En général, l’argile est une roche sédimentaire. La formule chimique de la Kaolinite est : 2SiO2, Al2O3 et 2H2O et on peut écrire Si2O5Al2O3(OH)4. Elle est blanche quand elle est pure, A l’état cristallin, la Kaolinite se présente sous la forme hexagonale de 0,05 à 0,8μm de diamètre. L’argile Kaolinite est clairement identifiable par sa couleur blanchâtre et sa minéralogie.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : LES ARGILES
I-1 Généralités sur les argiles
I-1-1 Définition
I-1-2 Gisement des argiles d’Arivonimamo
I-1-3 Groupe d’Argiles
I-1-3-1 Groupe des KAOLINITES
I-1-3-2 Groupe des ILLITES
I-1-3-3 Groupe des SMECTITES
I-1-3 Constituants minéralogiques de l’argile
I-2 Utilisation possible des argiles
I-2-1 Matériaux réfractaires
I-2-2 Matériaux de construction
I-2-3 Médicament
Chapitre 2 : LE KAOLIN
II-1 Généralité sur le kaolin
II-2 Gisement du kaolin d’Arivonimamo
II-3 Description minéralogique
II-4 Propriétés
II-4-1 Propriétés physico-chimiques
II-4-2 Propriété colloïdale
II-5 Mode de formation et constitution des kaolins
II-6 Action de chaleur sur la Kaolinite
Chapitre 3 : ETUDE DES MATERIAUX REFRACTAIRES
III-1 Généralité
III-2 Définition des matériaux réfractaires
III-3 Les oxydes réfractaires
III-3-1 Définition
III-3-2 Les oxydes
III-3-2-1 L’alumine
III-3-2-2 La silice
III-3-2-3 La magnésie
III-3-2-4 La zircone
Chapitre 4 : LES REFRACTAIRES
IV-1 Définition
IV-2 Classification des réfractaires
IV-3 Caractéristiques technologiques des produits réfractaires
IV-3-1 Caractéristiques physico-chimiques
IV-3-2 Caractéristiques mécaniques à froid et à chaud
IV-4 principe de fabrication des produits réfractaires en KAOLIN
IV-4-1 Broyage
IV-4-2 Lavage
IV-4-3 Homogénéisation
IV-4-4 Séchage
IV-4-5 Cuisson
IV-5 Organigramme de déroulement de la fabrication de céramiques réfractaires
IV-6 Processus de fabrication de céramiques réfractaires
Chapitre 5: ISOLATION THERMIQUE
V-1 Définition
V-2 L’isolant thermique
CONCLUSION
