Les machines-outils utilisés au cours du stage

L’atelier de mécanique CCMUF contient un certain nombre de machines- outils qui sont essentiels pour la production de divers éléments mécaniques et métalliques. Les opérations telles que le tournage, le filetage, le perçage, le fraisage, le limage et le meulage sont le plus couramment exécutées dans cet atelier.

1.2.5.1. Le tour

Le tour permet de réaliser des surfaces hélicoïdales (filetage) et des surfaces de révolution: cylindres, cônes et plans (génératrice perpendiculaire à l'axe de révolution). L'utilisation principale de cette machine est l'usinage des arbres. La pièce, généralement tenue par le mandrin, a un mouvement de rotation (mouvement de coupe) transmis par la broche. L'outil peut se déplacer en translation suivant deux directions. Ces deux directions, perpendiculaires entre elles, appartiennent à un plan auquel l’axe de la broche est parallèle (voir photo 1). Le premier mouvement de translation est parallèle à l'axe de la broche.

Le deuxième mouvement de translation est perpendiculaire à l'axe de la broche.

Photo 1 : Tour Parallèle

1.2.5.2. La fraiseuse

Les fraiseuses ont supplanté certaines machines (raboteuses, étaux limeurs) pour l'usinage de surfaces planes. Cette machine peut également servir pour des opérations de tournage. L'outil, une fraise, est fixé dans la broche et est animé d'un mouvement de rotation (mouvement de coupe). Il peut se déplacer en translation par rapport à la pièce suivant trois directions. L'appellation « fraiseuse à commande numérique » n'est pas très utilisée, on parlera plutôt de centre d'usinage 3 axes. La photo 2 est une fraiseuse universelle.

Photo 2 : Fraiseuse Universelle 1.2.5.3. La perceuse

La perceuse constitue probablement le premier dispositif mécanique mis au point par l’homme préhistorique. Elle sert en premier lieu à produire des trous ronds ou circulaires (voir photo 3).

Photo 3 : Perceuse

1.2.5.4. La scie mécanique

La scie mécanique sert à couper les pièces de métal aux formes appropriées.

La pièce est retenue dans un étau et la lame vient en contact avec la pièce. La photo ci-dessous présente une scie mécanique.

Photo 4 : Scie mécanique

1.2.5.5. L’affûteuse

Elle s’emploie généralement pour la rectification particulière des surfaces actives des outils de coupe (outils de tour, fraises, forets, alésoirs. etc.)

Photo 5 : L’affuteuse

1.2.5.6. La meule

La meule permet la correction des états de surfaces obtenus après soudure. Il est à savoir aussi qu’elle joue deux rôles suivant la pierre qu’on lui monte. Nous disposons de la :

- Pierre à meuler (pour corriger l’état de surface) ;

- Pierre à découper (pour le découpage de différentes matières brutes).

Photo 6 : La meule

1.2.5.7. La cisaille manuelle

C’est une grande pince coupante servant à découper les métaux. Le type de métal est déterminé par son épaisseur. Elle découpe alors les tôles de 5/10ème à 30/10ème.

Photo 7 : La cisaille manuelle

1.2.6. Les références du CCMUF

Au Bénin, plusieurs sociétés font partie des références du CCMUF : - LERGC-GC EPAC,

- CECURIE,

- Plusieurs autres sociétés privées de la place.

1.2.7. Les travaux effectués

Le stage que nous avons effectué au sein du CCMUF a été un atout incontournable dans l’élaboration de ce document. Au cours de notre stage, nous avons réalisé de nombreux travaux tels que la fabrication des pièces mécaniques et de construction métallique avec des machines-outils et des matériels (le tour, la fraiseuse universelle, la scie mécanique, la perceuse sensitive, des postes à souder, une plieuse etc…). Nous avons effectué des opérations comme affûtage des outils pour le tour, le taillage des roues dentées (à denture droite, hélicoïdale ou conique etc.).

La plupart des travaux effectués ont rapport à la correction des axes de transmission; la modification de quelques systèmes mécaniques afin de les rendre plus simples; la conception de quelques dispositifs mécaniques, les travaux d’ajustage etc.

Ainsi au cours de notre stage nous avons réalisé les travaux ci-dessous - la réalisation des poulies ;

- les travaux d’ajustage ; - la réalisation de portails ;

- la réparation d’une mortaiseuse ;

- la réparation des machines de scieries ;

- la conception d’un malaxeur complexe permettant d’obtenir un

- la conception de moule à béton;

- la réalisation des pièces de notre TFE etc.

Photo 8 : Quelques opérations et réalisations effectuées

DEUXIEME PARTIE

Etude et conception du séparateur de noix de cajou de sa pomme.

2. Etude de l’anacardier

2.1.Généralité sur l’anacardier 2.1.1. L’anacardier

L'anacardier (Anacardium occidentale, Anacardiacées) est un arbre originaire des régions tropicales, résistant aux fortes chaleurs mais très sensible aux basses températures. On le trouve donc généralement à des altitudes assez basses. Le tronc est très ramifié, avec un feuillage dense et persistant et un port globuleux (photo 9). L'anacardier est une espèce spontanée, utilisée pour le reboisement, et de plus en plus cultivée pour son fruit : la noix de cajou. Ses exigences varient suivant l'usage. Elles sont très faibles en reboisement. Il nécessite peu d’eau, pas d'engrais, ni de soins spéciaux et peut pousser dans les terrains pauvres comme les sols ferralitiques ou ferrugineux à cuirasse de latérite. Ses exigences augmentent en exploitation fruitière. En Afrique, on le trouve souvent au milieu d'autres cultures. L'anacardier commence spontanément à produire des fruits vers 5 ans mais peut le faire dès l'âge de 2 ans dans de très bonnes conditions de culture. Un arbre produit en moyenne 15 kg de fruits par an dans de bonnes conditions (jusqu’à 150 Kg) et l'arbre a une durée de vie moyenne de 20 à 30 ans. Les autochtones utilisent son bois léger comme combustible ou parfois pour faire des cageots, ses cendres comme engrais. Les tanins de son écorce permettent de tanner les peaux et ses fruits sont mangés. Il est également utilisé pour ses propriétés pharmacologiques[2].Très résistant, notamment aux périodes de sécheresse, il peut atteindre une hauteur d’une quinzaine de mètres à l’âge adulte et il s’adapte à presque tous les types de sols avec une préférence en général pour les sols légers et sableux, profonds et bien drainés. La croissance de l’anacardier est optimale dans les régions avec une pluviométrie annuelle entre 800 et 1800 mm et une température entre 20 et 36°C. Cet arbre pousse très vite, réclame peu d’entretien et peut vivre jusqu’à 20 ou 30 ans en culture[3].

Photo 9 : L'Anacardier [1]

2.1.2. La pomme de cajou

Les fleurs blanches apparaissent au cours de la saison sèche puis les fruits se forment en deux temps. La noix de cajou se développe en premier lieu jusqu’à atteindre sa taille maximale puis le pédoncule grossit jusqu’à devenir la pomme de cajou (souvent qualifiée de « faux fruit »). La pomme de forme et de couleur variable selon la variété, ressemble parfois à une pomme colorée d'où son nom de pomme cajou. Bien que la production de noix soit le premier objet de la culture fruitière de l'anacardier, la pomme cajou, plus importante en poids, permet de procurer aux populations locales des ressources abondantes en fruits frais, d'autant plus précieuses que les régions écologiquement favorables à l'anacardier sont celles où généralement il y a pénurie de fruits frais pendant la majeure partie de l'année.

Ce faux fruit juteux peut être consommé cru ou entrer dans la composition de jus de fruits, pâtes de fruit, compotes, marmelades et diverses préparations de ce

pays, comme le Brésil, produisent des jus et mélanges de jus qui trouvent sur le marché local un débouché important.

Signalons cependant que les pommes cajou sont en général mûres avant la noix et de ce fait, la quasi-totalité des pommes est souvent inutilisable au moment de la récolte des noix.

Figure 3 : Vue et coupe d'une pomme de cajou [4]

2.1.3. La noix de cajou

La noix de cajou est une des composantes du fruit de l’anacardier. Le fruit est composé de la pomme encore appelée pédoncule ou faux fruit et d’une noix.

Cette dernière est constituée par une amande formée de deux cotylédons blancs et charnus emballés par une pellicule de couleur rouge, la testa. Le tout est contenu dans le mésocarpe de la noix, appelé coque (figure 4). La coque renferme une huile appelée le baume utilisée dans l’aéronautique. La noix de cajou est composée des éléments suivants :

- Amande (environ 22 à 25% du poids) ; - Peau (environ 2% du poids) ;

- Huile (environ 24% du poids) ; - Coque (environ 50% du poids).[4]

Il faut noter ici que les pourcentages indiqués varient beaucoup selon la zone de production, le climat et la variété d’anacardier. La noix de cajou se caractérise par sa richesse en acides gras essentiels, notamment en acides linoléique et oléique qui composent respectivement 20% et 60% de la matière grasse. Elle est également riche en protéines et a une teneur élevée en vitamine C (200 à 300mg/100 g).Les amandes de cajou entières sont consommées principalement sous forme de « amande de table », fraîches ou salées et grillées.

Elles accompagnent souvent les boissons alcoolisées ou les cocktails. Dans une plus faible mesure, elles sont utilisées en confiserie et en pâtisserie. Dans ce dernier cas, on utilise plutôt des amandes fondues et des brisures. Dans certains pays, on fabrique aussi du beurre de cajou avec l’amande.

Figure 4 : Vue extérieure et coupe d'une noix de cajou [4]

2.2. Le calendrier d’une plantation d’anacardier

L’anacardier est particulièrement bien adapté aux systèmes de cultures intercalaires en couloirs. L’avantage indéniable réside dans la suppression de coupes d’éclaircies (coupes d’arbres entiers). De plus, l’entretien des plants est facile et économique. Au bénin, l’entretien de l’anacardier suit un calendrier

Tableau 2 : Le calendrier d'une plantation d'anacardier.

Mois Opérations à effectuer

Janvier

- Entretien des plantations : éliminer les herbes, parasites, etc.

(25H/j/ha)

- Terminer les Pare-feu (10 H/j/ha)

- Choix de nouveaux semenciers et marquage à la peinture Février - Terminer les entretiens en retard

- Terminer les pare-feu en retard

Mars

Début de ramassage des noix de cajou (celles qui sont par terre) en passant tous les jours si possible. Vérifier que les ramasseurs ramassent toutes les noix tombées et ne récoltent pas sur l’arbre. L’ouverture officielle de la campagne est le 15 mars et dure 3 mois.

Avril Suite des travaux de ramassage

Mai Fin du ramassage

Juin Eclaircie des plantations (coupe d’arbres et essouchement).

Clôture de la campagne le 15.

- Entretien général de la plantation pour lutter contre les feux (10 H/j/ha)

- Fin des éclaircies (coupe de pieds entiers) Novembre

- Ouverture des pare-feu (10 H/j/ha)

- Entretien général de fin d’année de la plantation pour lutter - contre les feux (10 H/j/ha)

Décembre

- Suite des travaux de pare-feu (10 H/j/ha)

- Entretien général de fin d’année de la plantation pour lutter contre les feux (10 H/j/ha)

2.3. Les utilisations de l’anacarde

Les utilisations de l’anacarde sont très variées et surtout toutes les composantes sont mises en valeurs.

2.3.1. La pomme de cajou

Avec une chaire acidulée, une saveur aigre-douce et un haut taux de vitamine C, la pomme de cajou peut être mangée fraîche lorsque tombée de l’arbre ou sous forme de confitures, de jus, de sirops ou laissées fermenter pour produire une boisson alcoolisée. Cette forme est présente principalement au Brésil et dans les pays d’Afrique Occidentale avec par exemple la consommation de vin de cajou.

2.3.2. La noix de cajou

Encore appelée l’anacarde, elle contient 45 % de matières grasses (35% de graisses insaturées), 21% de protides et de nombreuses vitamines et sels minéraux. Elle est utilisée dans l'agroalimentaire, en pharmacologie et en cosmétique. Elle peut être consommée crue mais également grillée et salée sous forme « d’amuse-bouche », cette utilisation est de plus en plus répandue en Europe et aux Etats-Unis et elle aurait de nombreux effets bénéfiques sur la santé.

Les noix peuvent également être incorporées dans les pâtisseries, yaourts, glaces, biscuits, currys ou chutneys sous diverses formes (entières, poudre, granulés, beurre, huile).

La récolte des noix s'effectue soit au sol, soit lorsque la pomme de cajou est bien mûre. En effet, la noix atteint ses dimensions maximales avant que la pomme ne se développe. Pendant la maturation de la pomme, la noix se dessèche, perd du volume et durcit, ce qui permet ensuite sa conservation. Au maximum de sa production, un verger d'anacardiers bien entretenu et fumé (apport de fumier ou d'engrais) produit entre une tonne et demie et deux tonnes de noix par hectare et environ 20 tonnes de pommes [3].

Figure 6 : utilisation des coques d'anacarde[6]

Figure 7 : Produits obtenus à base d’amande de cajou[6]

2.3.3. L’huile d’anacarde

Elle est obtenue par pression de la noix de cajou, est utilisée en cosmétique et pharmaceutique du fait de sa teneur en vitamines E et en acides gras insaturés

Figure 8 : Utilisation de l'huile d'anacarde [6]

2.3.4. Le baume de cajou

Le baume de cajou contenu dans la coque de la noix est une résine appelée en anglais Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) qui est employée dans la fabrication d’encres, de vernis, d’insecticides ou d’imperméabilisants, ou encore dans l’industrie automobile pour la fabrication de freins et d’embrayages. Ce baume est très corrosif et il faut éviter de le toucher, ce qui rend l’extraction des amandes difficile.

Figure 9: Utilisation du baume de cajou [6]

2.4. Récolte et post-récolte de l’anacarde 2.4.1. La récolte de l’anacarde

L’anacardier commence à produire des fruits la troisième ou la quatrième année. La production devient abondante à partir de la sixième ou septième année. La noix se développe avant la pomme et atteint pratiquement sa taille maximale, puis le pédoncule du fruit grossit et devient la pomme. Le fruit tombe de l’arbre lorsque la pomme a atteint sa pleine maturité et a pris la couleur caractéristique rouge, violet, orange ou jaune, selon la variété.

Ramasser les noix sous l’arbre chaque jour pour les préserver des parasites du sol, des insectes ou de l’ingestion par le bétail. Lorsque la pomme doit aussi être valorisée, il faut éviter de la ramasser au sol. Dans ce cas, attendre qu’elle soit bien mûre sur l’arbre[7] et la détacher par une petite secousse de ce dernier.

Figure 10 : Ramassage des fruits d'anacarde lors de la récolte [7]

2.4.2. Les activités post-récolte de l’anacarde 2.4.2.1. La séparation de la noix de sa pomme

récolte, la séparation des noix de leurs pommes est une activité qui consiste à désunir la pomme de sa noix. Une simple torsion exercée sur la noix suffit pour la séparer de la pomme (figure 11). Au cours de cette opération, il ne faut jamais laisser de fibres de pomme sur la noix parce qu’elles entrainent la pourriture de la noix. Pour ce fait, l’opérateur se sert de 0,5 à 1m de fil en nylon (fil utilisé par les pêcheurs) attaché chacune des deux extrémités du fil sur un petit bois (figure 12). Pendant que l’un des bois est bloqué avec son pied, il enroule avec sa main droite le fil entre la pomme et la noix en attrapant la noix avec sa main gauche libre. Enfin, l’opérateur tire sur le fil avec le bois qui est dans sa main droite pour séparer la noix de sa pomme.

Figure 11 : Séparation par simple torsion sur la noix [7]

Figure 12 : Séparation à base de fil de nylon [7]

2.4.2.2. Nettoyage et triage des noix

Après séparation des noix de leurs pommes, les producteurs effectuent le triage pour enlever les débris végétaux et les mauvaises noix. En effet, les opérations de nettoyage et de triage des noix consistent à séparer les bonnes noix des mauvaises noix (noix immatures, atrophiées, vides, piquées ou moisies). L’opération de triage se fait à chaque étape depuis le ramassage des fruits sous les arbres jusqu’au séchage.

Figure 13 : Nettoyage et triage des noix [7]

2.4.2.3. Le séchage des noix

Le séchage des noix se fait au soleil. Selon l’ensoleillement, il peut durer deux (2) à trois (3) jours. Comme le montre la (figure 14), les noix sont étalées sur une aire de séchage en couche pas trop épaisse. Elles sont remuées de temps en temps pour avoir une uniformité de séchage. Les noix sont bien sèches lorsqu’elles résonnent comme des cailloux. Aussi lorsque la coque des noix résiste à la pression de l’ongle, cela indique qu’elles sont bien séchées.

Il est conseillé de maintenir le taux d’humidité inférieur à 10 % après le séchage. Quand il dépasse 10 %, les noix sont exposées à la moisissure, par contre s’il est très bas (inférieur à 6 %), les noix se dessèchent et perdent du poids. Par conséquent, il y a un manque à gagner pour le vendeur[8]. Il faut cependant éviter de mélanger les noix déjà séchées avec les noix nouvellement collectées (non séchées).

Figure 14 : Séchage des noix [7]

2.4.2.4. L’ensachage des noix

Les noix bien séchées sont mises en sac de jute. Le sac rempli est cousu aussitôt pour éviter le mélange avec d’autres produits. Il est recommandé d’utiliser les sacs de jute au lieu des sacs en nylon pour permettre aux noix ensachées de bénéficier d’une bonne aération et de bien garder leur qualité pendant longtemps. Un mauvais ensachage des noix pourrait entraîner des problèmes de transpiration et d’augmentation d’humidité qui provoquera le développement des moisissures et des pourritures lors du stockage ou du transport ce qui entraîne la baisse de qualité des produits.

Figure 15 : Ensachages de noix [7]

2.4.2.5. La transformation de la noix

Les noix ensachées sont soit vendues aux importateurs et/ou aux unités de transformation locale. En effet, la transformation locale occupe une part marginale de la production des noix brutes. On estime à moins de 1% le pourcentage de la production transformée localement dont 25% par l’unité semi industrielle et 75% par la méthode artisanale par les femmes transformatrices.

Cependant on note un engouement plus grandissant à la transformation aussi bien chez les femmes qui dominent ce maillon qu’au niveau des structures d’appui qui proposent aux femmes des unités artisanales ou semi-industrielles de transformation de meilleure qualité.

On distingue deux catégories d’unités de transformation de noix d’anacarde : - les unités individuelles ou de groupement de transformation artisanale

de capacité très modeste (moins de 5 tonnes par an) produisant des amandes grillées pour le marché local (types AFETRACA, ANKLAN) ; - les unités semi-industrielles de capacité estimée à 70 tonnes maximum

par an, basées sur la technologie indienne avec des équipements plus modernes d’adaptation (types AFOKANTAN, KAKE 5, songhaï) [5].

La transformation des noix de cajou suit les étapes suivantes :

• Grillage ou Fragilisation au four

La noix subit un traitement qui permet à la coque d’être plus fragile et facilement séparable de l’amande. Les techniques utilisées sont le grillage ou torréfaction et la cuisson dans la cendre alcaline. Les noix préalablement préparées sont introduites dans des cylindres horizontaux en tôle mince. Ces cylindres sont mis en rotation à l’aide de manivelles. Les noix ne doivent pas

• Décorticage semi-mécanique à la pince finisseuse

Il reprend le principe de la pince manuelle. Dans ce cas, les opérations d’incision et de séparation sont réalisées à l’aide d’une pédale installée sur une table. L’opérateur agit sur la pédale qui provoque une translation de la mâchoire mobile de pince alternativement à l’aide d’un levier à main. L’opération permet la séparation de demi-coques qui sont récupérées dans un récipient placé en dessous de la table. Le triage se fait simultanément avec le décorticage mécanisé.

• Extraction de l’amande

Les noix brutes sont cuites à haute température avec du charbon de bois (au- dessus de 200°) et les amandes sont extraites en frappant sur la coque durcie sans presser l'amande.

• Séchage

Il se fait dans des fours métalliques pendant 2h et demi à 70°C. Ensuite, les amandes sont stockées dans des récipients.

• Dé- pelliculage

Le dé-pelliculage consiste à enlever la pellicule. Il doit être réalisé en minimisant au mieux les écorchures et les brisures des amandes. Le dé- pelliculage est manuel.

• Triage/ Calibrage

Cette étape est déterminante dans la classification des différentes catégories d’amandes selon les normes prédéfinies et les exigences du marché. Les femmes réalisent simultanément les opérations de décorticage et de triage. Elles répartissent les différentes gammes d’amandes sur des paniers (ou récipients) suivant la taille. Le triage d’amandes demeure ainsi une opération manuelle. Les

Cette étape est déterminante dans la classification des différentes catégories d’amandes selon les normes prédéfinies et les exigences du marché. Les femmes réalisent simultanément les opérations de décorticage et de triage. Elles répartissent les différentes gammes d’amandes sur des paniers (ou récipients) suivant la taille. Le triage d’amandes demeure ainsi une opération manuelle. Les

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