Détermination de la cinétique de refroidissement

Le relevé des températures du matériau sachet plastique fondu, toutes les 3 minutes pendant son refroidissement, à la suite de la coupure du chauffage, a permis de tracer la courbe de la Figure 3.2.

79 Soit C la cinétique de refroidissement; il s’agit de calculer de combien varie en moyenne la température, par unité de temps et par unité de masse, de matériau depuis l’instant initial d’opération jusqu’à l’instant où le matériau retrouve la température ambiante.

La cinétique de refroidissement que nous cherchons à appréhender, étant la chute de la température, par unité de temps et par unité de masse, sa formule mathématique peut s’établir en celle qui suit :

  



C  _i _f  (10)

avec C(t) la cinétique, Ti la température du fondu chaud, Tf la température à la fin du refroidissement, t le temps et M la masse de l’échantillon mis en jeu.

Figure 3.2 : Cinétique de refroidissement du fondu de déchets de sachets plastiques D’après le relevé des températures de refroidissement, Ti=245,1°C et Tf=29,1°C, le calcul relatif à la cinétique de refroidissement donne :

) 80 72

/(

) 1 , 29 1

, 245

( C C mn g

C    

Soit : C = 42,5 °C/min/kg.

Remarque

Le refroidissement paraît particulièrement rapide dans les premières minutes. En effet, au bout des trois (03) premières minutes, il a été enregistré une chute de température de 94,9 °C, ce qui correspondrait à une vitesse de refroidissement de 395,4 °C/min/kg du matériau.

80 La chute trop rapide de la température, dans les premiers instants de refroidissement durant l’opération, impose que le moulage s’effectue assez rapidement afin d’éviter un durcissement prématuré hypothéquant le succès.

Les manifestations du durcissement prématuré ont été enregistrées sur certaines éprouvettes.

L’exemple est celui observable sur les baguettes de la Photo 3.4 qui se sont brisées sur des points de faiblesse. En effet, le moule étant relativement long, la mise en place du matériau dans le moule a connu une brève interruption en ces points, le temps de racler l’ustensile de fusion. Au démoulage, en ces points qui ont concédé une interruption de quelques secondes, il s’est établi un plan séparant deux matériaux d’âges différents.

Photo 3.4 : Observation de points de faiblesse sur des éprouvettes minces ayant connu une reprise de coulage de quelques secondes

Le moulage du matériau doit s’effectuer par une coulée uniforme et continue et non pas, par à-coups, par exemple à l’aide de truelles. Si ce matériau est promu à un avenir d’utilisation populaire, il sera nécessaire de lui trouver un retardateur de "durcissement" afin de permettre une mise en place aisée. C’est vrai que la chaleur (température) pourrait jouer ce rôle ; mais, d’une part il n’est pas évident que la température, dans la durée, ne nuise au produit en agissant sur les liaisons atomiques ; d’autre part, la température suppose un supplément d’énergie et l’énergie a un coût qu’il va falloir intégrer au prix de revient, ce qui rendrait notre produit peu compétitif. Cependant, les caractéristiques les plus décisives, en matière de parement ou de structure en construction, concernent les résistances mécaniques.

3.1.2. MATERIAU COMPOSITE A BASE DE TERRE DE BARRE LIEEPAR DES DECHETS DE SACHETS PLASTIQUES FONDUS

Les matériaux composites que nous avons confectionnés jusqu’ici ont utilisé des déchets de sachets plastiques fondus et des renforts de granulats (sable et gravillons notamment). Les présents travaux gagneraient, semble-t-il, beaucoup plus d’intérêts à toucher le plus grand nombre, lors de leur mise en application effective. En effet, le gravier roulé se rencontre essentiellement dans les régions du Mono (13.081.000 m³), du Couffo, de l’Alibori et très peu dans l’Ouémé.

81 Le sable fait partie des sols minéraux bruts et peu évolués du littoral atlantique. Et pour des raisons d’érosion côtière, le sable marin est interdit d’utilisation depuis l’année 2009. Pour échapper aux difficultés actuellement rencontrées dans la fabrication du béton, avec le repliement sur les sables fluviaux et continentaux, il nous a paru important de regarder l’avenir avec d’autres matériaux de renfort tout en cherchant à impacter le plus grand nombre possible de potentiels utilisateurs.

A travers une étude menée en 2002 sur un sujet intitulé« Stratégie Nationale et Plan d’Action pour la Conservation de la Diversité Biologique du Bénin », le PNUD a publié les détails ci-après cités concernant la géographie béninoise : « On distingue cinq principaux types de sols au Bénin dont deux sont les plus importants en matière d’habitat. Les premiers sont importants par les populations qui les occupent et les seconds par l’étendue de leurs aires. Il s’agit des sols faiblement ferralitiques encore appelés ‘’terre de barre’’ situés sur les plateaux du sud. Ils couvrent environ 5 % du territoire national. Près de la moitié de la population actuelle du pays les occupe. Les sols les plus représentés sont les sols ferrugineux tropicaux.

Ils occupent 80 % de la surface du pays. Il s’agit des latérites. Ces deux sols sont utilisés dans les mêmes conditions dans les constructions. Pétris à l’eau, ils sont utilisés bruts ou moulés surtout en parement des habitations (Kowanou, 2010).

Les sols argileux, communément appelés terre de barre et latérite, sont donc des matériaux de proximité disponibles sur 85% de l’étendue du territoire national et utilisables et utilisés dans la construction.

La présente étude vise à élaborer et à caractériser de nouveaux matériaux constitués de mélanges de déchets de sachets plastiques fondus avec du sable et de l’argile issus de la terre de barre.

Les résultats des essais d’identification, effectués sur le sable et l’argile issus de la terre de barre, ont montré que, d’un côté, le sable est fin et propre et que, de l’autre côté, l’argile obtenue appartient à la classe des argiles très plastiques, d’où la recherche d’une optimisation de dosage de l’argile vis-à-vis du liant proposé : le fondu de déchets de sachets plastiques.