ETUDE ET CONCEPTION D’UN SEPARATEUR DE CAJOU A COMMANDE MANUELLE

REPUBLIQUE DU BENIN

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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURE ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY CALAVI

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DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE

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OPTION : MACHINISME AGRICOLE

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RAPPORT DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE LICENCE PROFESSIONNELLE

THEME

ETUDE ET CONCEPTION D’UN SEPARATEUR DE CAJOU A COMMANDE MANUELLE

Rédigé par : Olatoundji S. Iliassou AYIMASSE

Présenté devant le jury composé de :

ANNEE ACADEMIQUE 2013-2014

PRESIDENT DU JURY:

AHOUANSOU H. Roger

MEMBRES DU JURY : CHITOU Naïmoulai OSSENI Sibiath

SUPERVISEUR : Dr. Naïmoulai CHITOU TUTEUR :

Dr. Alphonse QUENUM

Tables des matières

Dédicace ……...………...…IV Remerciements………...V LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS...VI LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX ...VII LISTE DES PHOTOS ...VIII RESUME ... IX ABSTRACT ...X

INTRODUCTION...1

1. PRESENTATION DES STRUCTURES ...3

1.1. Présentation de la structure de provenance (EPAC) ...4

1.1.1. Historique ...4

1.1.2. Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC ...6

1.1.3. Vocation de l’EPAC ...6

1.2. Présentation de la structure d’accueil (CCMUF)………...7

1.2.1. Chronogramme d’exécution du travail……….8

1.2.2. Présentation du lieu de stage……….8

1.2.3. Situation géographique du CCMUF………..8

1.2.4. Les différents secteurs du CCMUF………...9

1.2.5. Les machines-outils utilisés au cours du stage………10

1.2.6. La référence du CCMUF………...………..14

1.2.7. Les travaux effectués………...14

2. Etude de l’anacardier………...17

2.1. Généralité sur l’anacardier………...17

2.1.1. L’anacardier ..……….17

2.2. Le calendrier d’une plantation d’anacardier………...20

2.3. Les utilisations de l’anacarde……….22

2.3.1. La pomme de cajou……….22

2.3.2. La noix de cajou ………...23

2.3.3. L’huile d’anacarde ………..24

2.3.4. Le baume de cajou………...25

2.4. Récolte et post-récolte de l’anacarde………26

2.4.1. La récolte de l’anacarde…...………...26

2.4.2. Les activités post-récolte de l’anacarde………...26

2.4.2.1. La séparation de la noix de sa pomme………..26

2.4.2.2. Nettoyage et triage des noix………..27

2.4.2.3. Le séchage des noix………...………...28

2.4.2.4. L’ensachage des noix………29

2.4.2.5. La transformation de la noix……….30

3. Etude et conception du séparateur de noix de cajou de sa pomme………….33

3.1. Choix technologiques………...33

3.2. Schéma cinématique……….35

3.3. Principe de fonctionnement………..35

4. Dimensionnement des organes mécaniques importants du dispositif……….37

5. Présentation de la machine………..42

5.1. Description des composantes………...42

6. Estimation de la masse totale et de l’encombrement………...…...50

7. Estimation du coût de la machine………50

Conclusion………...53

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES………54

ANNEXES………..55

Dédicace

 Je dédie ce mémoire :

 A ALLAH le Miséricordieux pour tous les bienfaits accomplis chaque jour dans ma vie et dans celles de mes proches.

 A mon père Emmanuel AYIMASSE et ma mère Abibatou LASSISSI, votre rigueur et ardeur sur ma vie me poussent à aller de l’avant.

 A tous mes frères et sœurs, en particulier Ismaïla AYIMASSE, toi qui te bats pour me faciliter la marche des escaliers.

 A tous mes amis qui de près ou de loin ont contribué à l’aboutissement de ce travail.

Remerciements

Nos remerciements vont à :

 Dieu tout puissant, le Miséricordieux.

 A tout le corps enseignant de l’EPAC, en particulier les enseignants du Département de Génie Mécanique et Energétique (GME), pour tous leurs efforts à nous offrir une formation de qualité.

o Dr Ir. Naïmoulai CHITOU, notre maître de mémoire à qui nous exprimons toute notre reconnaissance pour avoir accepté de nous aider dans la réalisation de ce projet.

o Mr Alphonse QUENUM dont la disponibilité, la rigueur et surtout l’humour nous ont accompagnés tout au long de notre formation.

o Mr Toussaint KOSSOU, pour ses conseils.

o Mr Roger H. AHOUANSOU.

 Tout le personnel du Centre de Conception Mécanique d’Usinage et de Forge (CCMUF), en particulier les sieurs Wilfried QUENUM, Gildas KOTAN et Adrien ZOHOUN.

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS UAC Université d’Abomey Calavi CPU Collège Polytechnique Universitaire EPAC Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi

CCMUF Centre de Conception Mécanique d’Usinage et de Forge GME Génie Mécanique et Energétique

MA Mécanisation Agricole

LERGC Laboratoire d’Etude et de Recherche en Génie Civile CARDER Centre Agricole Régionale de Développement Rural PIB Produit Intérieur Brut

FED Fonds Européen du Développement ONG Organisation Non Gouvernementale CNSL Cashew Nut Shell Liquid

LISTES DES TABLEAUX ET FIGURES Tableau 1 : Chronogramme d’exécution du travail

Tableau 2 : Le calendrier d’une plantation d’anacardier Figure 1 : Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC

Figure 2 : Situation géographique du CCMUF Figure 3 : Vue et coupe d'une pomme de cajou

Figure 4 : Vue extérieure et coupe d'une noix de cajou Figure 5 : Produit issu de la pomme de cajou [6]

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

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

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

Figure 9: Utilisation du baume de cajou [6]

Figure 10 : Ramassage des fruits d'anacarde lors de la récolte Figure 11 : Séparation par simple torsion sur la noix

Figure 12 : Séparation à base de fil de nylon Figure 13 : Nettoyage et triage des noix Figure 14: Séchage des noix

Figure 15 : Ensachages de noix Figure 16 : Séparation par traction Figure 17 : Séparation par cisaillement Figure 18 : Séparation par torsion Figure 19 : Instrument de mesure Figure 20 : Anguleur

Figure 21 : Bout de levier Figure 22 : Croix

Figure 23 : Coulisseau – Poussoir Figure 24 : Coulisse

Figure 25 : Guide

Figure 26 : Porte-lame et lame Figure 27 : Porte-pomme

Figure 28 : Levier de commande Figure 29 : Porte-ressort

Figure 30 : Cheminée

Figure 31 : Potence avec cheminée suspendue Figure 32 : Ressort

Figure 33 : Roulement Figure 34 : Charnière

Figure 35 : Vue d’ensemble

Photo 1 : Tour Parallèle

LISTE DES PHOTOS

Photo 2 : Fraiseuse Universelle Photo 3 : Perceuse

Photo 4 : Scie mécanique Photo 5 : L’affuteuse Photo 6 : La meule

Photo 7 : La cisaille manuelle

Photo 8 : Quelques opérations et réalisations effectuées Photo 9 : L'Anacardier

RESUME

Ce document présente l’étude et la conception d’un séparateur de noix de cajou de la pomme dans le but d’améliorer les méthodes existantes qui sont : la séparation par torsion et celle qui se fait à l’aide d’une ficelle de nylon.

La qualité de l’amende dépend de l’aspect physique de la noix (altérer ou non). Une analyse des différents problèmes liés aux méthodes de séparation pour l’obtention d’une bonne qualité de noix a été faite.

L’exploitation des différents résultats issus de ces analyses nous ont permit de proposer de solution pour séparer la noix de la pomme cajou tout en limitant les risques de détérioration de l’amende de Cajou, à savoir :

- réduire la pénibilité du travail - accroitre la production

Dans le but de trouver réponse à ces différents challenges, Nous avons dans le cadre de notre mémoire de fin d’étude en Licence travaillé sur le thème : Etude et conception d’un séparateur à commande manuelle

La description du séparateur, ainsi que le dimensionnement de ses différents organes facilitent l’exécution graphique de ce dernier. Ces différents éléments sont nécessaires à sa mise en œuvre et à l’estimation de son coût de réalisation.

Mots clés : ficelle de nylon, noix, pomme cajou, séparateur à commande manuelle.

SUMMARY

This document presents the study and design of an apple cashew separator in order to improve the existing methods which are: torsion separation and the use of a string of nylon. The quality of the fine depends on the physical appearance of the nut (alter or not). An analysis of the different problems related to the separation methods for obtaining a good quality of walnuts was made. The exploitation of the different results resulting from these analyzes allowed us to propose a solution to separate the nut from the cashew apple while limiting the risks of deterioration of the fine of Cashew, namely:

-reduce the labor burden - increase production

In order to find answers to these differents challenges, we have in the framework of our thesis of end of study in Bachelor worked on the topic: Study and design of a separator with manual control the description of the separator, as well as the dimensioning of its various organs, facilitates the graphical execution of the latter. These different elements are necessary for its implementation and for estimating its cost of implementation.

Keywords: nylon string, walnut, cashew apple, hand - operated separator.

INTRODUCTION

Le secteur rural occupe 70% de la population béninoise. Ce secteur fournit plus de 40% du produit intérieur brut (PIB), près de 80% des recettes d’exportation et 75% de l’emploi national[1]. L’anacarde constitue la deuxième source de devises pour le Bénin après le coton. Vers 1930, l’anacarde fut planté au Bénin dans le but de la reforestation et de l’approvisionnement en bois de feu. La culture d’anacarde a connu une première organisation sur le plan production avec des plantations domaniales. Ce premier effort a été fait par le gouvernement avec l’appui du Fonds européen de développement (FED). Dans le même temps, il y a eu des tentatives d’installation de vergers individuels par quelques agriculteurs motivés par cette plantation qui se présente comme une alternative au coton.

Aujourd’hui le secteur jouir d’une productivité estimée autour de 350 kg/ha pouvant être améliorer à au moins 500kg/ha, et d’un label de qualité sur le plan international. Selon l’ONG Enterprise Works, ce marché peut être estimé à 10 tonnes d’amandes par mois. Des possibilités de conquérir le marché régional existent aussi. Le ramassage des noix dans les champs est souvent réalisé par les femmes et offre à celles–ci une opportunité d’emploi et de revenus. Sur le plan écologique, l’anacarde joue un rôle important car il permet à la fois de protéger et de valoriser l’environnement.

Cependant, malgré toutes les potentialités dont regorge la filière de l’anacarde au Bénin, elle est soumise à certaines contraintes techniques dont les difficultés liées à la transformation. En effet, le nombre d’unités de transformations existantes est insuffisant et la plupart sont mal équipées ou équipées de technologies dont elles n’ont pas la maitrise (ex : la séparatrice de coques et d’amandes d’acajou de l’usine Afokantan Benin Cashew). Aussi faut- il noter que la noix d’anacarde est principalement exportée sous sa forme brute

(non transformée). Cela montre un besoin de plus en plus accru en matière d’équipements de transformation dans cette filière. Ainsi, en focalisant notre attention sur les différentes étapes de la chaîne de transformation de l’anacarde, nous avons identifié l’opération de séparation des noix de sa pomme comme étant celle qui initialise toute la chaîne. Nos enquêtes sur le terrain ont révélé que cette opération demeure manuelle, pénible et nécessite surtout une longue durée de travail. Il est alors primordial de mettre à disposition des transformateurs un équipement fiable et rentable qui permettrait la séparation de la noix de cajou de sa pomme en un temps réduit.

C’est dans cet objectif, que nous avons abordé au cours de notre stage de fin de formation le thème «Etude et conception d’un séparateur de cajou à commande manuelle». Il s’agira en effet, dans le présent travail de concevoir et de réaliser un séparateur au moyen d’un logiciel numérique.

PREMIERE PARTIE

PRESENTATION DES STRUCTURES

1. Présentation des structures

1.1. Présentation de la structure de provenance (EPAC) 1.1.1. Historique

Fruit de la coopération Bénino-canadienne, le Collège Polytechnique Universitaire (CPU) a accueilli ses premiers étudiants en février 1977. Situé dans l’enceinte de l’Université Nationale du Bénin, le CPU a été un établissement public de formation scientifique et technique supérieure orientée vers la professionnalisation. En tant que tel, il constitue un maillon important du système de formation universitaire du Bénin voire de son système éducatif. Il a une vocation sous régionale, ainsi, il est aussi bien accessible aux nationaux qu’aux étudiants de pays Africains. La première promotion en est sortie en 1980.

Dans son évolution, le Collège Polytechnique Universitaire (CPU) a connu des réformes structurelles importantes. L’une des plus importantes est sa mutation en Ecole Polytechnique. En effet, en février 2005 par décret N° 2005- 078 portant création, attribution, organisation et fonctionnement, le CPU est devenu « Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC) ». Elle couvre deux (02) grands domaines d’activités constitués en secteurs à savoir : le Secteur Biologique et le Secteur Industriel. Le secteur Industriel est subdivisé en quatre (04) Départements qui sont : le Génie Civil, le Génie Electrique, le Génie Mécanique et Energétique et le Génie Informatique et Télécommunication.

Quant au Département Génie Mécanique et Energétique (GME) qui est l’ancrage de notre spécialité, il abrite les filières : Machinisme Agricole (MA), Energétique et Productique.

En effet, dans la dynamique de son développement et pour répondre au mieux à la demande sans cesse croissante en ressources humaines qualifiées pour couvrir les nouveaux secteurs en plein essor dans notre pays, l’Ecole

sien du Département « Génie Mécanique et Energétique », la filière

« Machinisme Agricole ».

La formation proposée se veut être en parfaite adéquation avec l’approche

« formation-emploi » qui de nos jours s’impose aux institutions de formation.

Elle est sanctionnée aux termes d’un cycle de trois (03) années académiques par une Licence Professionnelle en Machinisme Agricole.

Elle a à son actif, quatre(4) promotions dont la première est sortie en 2010.

Les techniciens formés sont capables de répondre parfaitement aux exigences du marché de l’emploi dans les domaines de la mécanisation agricole.

L’initiative de la création de cette filière est née de la volonté de l’administration de l’EPAC d’accompagner le Gouvernement de notre pays dans sa vision de faire de l’agriculture, la base de son développement économique ; un noble objectif à atteindre par la modernisation des moyens de production. A cet effet, entre autres actions entreprises, se trouve en bonne place la promotion de la mécanisation agricole. Cette dernière tire toute son importance de son caractère transversal à tous les autres domaines du secteur agricole.

Pour ce faire, d’importants programmes de promotion de la mécanisation agricole ont été mis en œuvre ce qui par conséquent, a engendré un besoin croissant en ressources humaines qualifiées pour couvrir le domaine. Il s’agit d’Ingénieurs, de techniciens et de spécialistes, etc. C’est ce qui entre autres justifie la création de la filière « Machinisme Agricole » qui vient à point nommé, car elle permettra de combler le déficit actuel en ressources humaines qualifiées nécessaires pour le bon fonctionnement des structures mises en place dans le cadre du développement de la mécanisation de notre agriculture. Ce sont aussi, des opportunités d’emplois directs qui s’offrent aux étudiants qui ont eu le courage et la vision prospective de choisir cette filière naissante mais pleine d’avenir.

Génie Civil

1.1.2. Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC

Au sein de l’UAC, les formations de l’EPAC sont rassemblées par secteur englobant des départements d’études ; ainsi nous avons :

UAC

ECOLES FACULTES

EPAC

... ...

Secteur Biologique Secteur Industriel

Génie Electrique Génie Mécanique et Energétique

Génie Informatique et Télécomunication

Energétique Mécanisation

Agricole Productique

Figure 1 : Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC

1.1.3. Vocation de l’EPAC

L’EPAC est un établissement public universitaire d’enseignements techniques et professionnels. Elle est dotée d’une personnalité morale et jouit d’une autonomie financière. Elle est sous l’autorité du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique. Elle est une entité de l’UAC où elle est logée. A ce titre, elle dépend sur les plans académique et administratif du Recteur de l’UAC.

- des formations conduisant essentiellement au Diplôme de Technicien Supérieur ;

- des formations conduisant essentiellement au diplôme d’Ingénieur de Conception et à la Maîtrise Professionnelle dans les secteurs industriel et biologique ;

- la formation aux Diplômes d’Etudes de Troisième Cycle, conformément aux textes en vigueur à l’Université d’Abomey-Calavi ;

- la recherche scientifique et technique ;

- le perfectionnement et la formation continue des personnels des entreprises privées et de toute structure étatique qui en expriment le besoin.

Les formations à l’EPAC permettent aux étudiants qui en sortent :

- d’acquérir de larges connaissances nécessaires à la maîtrise des domaines et spécialités embrassés ;

- de développer l’esprit de créativité et d’initiative d’entreprise ;

- de s’adapter en tout temps aux normes des sciences et technologies en perpétuelle évolution ;

- de promouvoir son équilibre mental, physique et moral et son sens critique de la science.

1.2. Présentation de la structure d’accueil (CCMUF) 1.2.1. Chronogramme d’exécution du travail.

L’ensemble des activités menées au cours de notre stage qui s’est déroulé du 02 juin 2014 au 05 septembre 2014, est énoncé dans le chronogramme suivant.

Tableau 1 : Chronogramme d’exécution du travail.

ACTIVITES SEMAINES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Connaissance du lieu de stage

Collecte des données sur l’anacarde

Rédaction du mémoire de fin d’étude Correction du rapport

Dépôt du rapport

1.2.2. Présentation du lieu de stage

Le stage s’est déroulé sur une période de trois (3) mois au Centre De Conception en Mécanique Usinage et de Forge (CCMUF) situé à Godomey- Togoudo, quartier Gbègningan, maison Alphonse QUENUM, Docteur en génie mécanique et Professeur à l’EPAC. Le CCMUF est un centre très déterminé dans la recherche des solutions adéquates et adaptées aux problèmes quotidiens de la population. Le CCMUF a pour vocation :

- l’étude et la conception des équipements de tout genre ; - l’amélioration des organes mécaniques ;

- la réalisation des pièces mécaniques, des portes métalliques, des cages, des fenêtres etc.

1.2.3. Situation géographique du CCMUF

L’atelier du Centre de Conception Mécanique d’Usinage et de Forge(CCMUF) est situé à Godomey-Togoudo, quartier Gbègnigan à 100mètres environ de la station GASE, dans la ruelle située juste après celle de la Clinique St BENJAMIN.

Figure 2 : Situation géographique du CCMUF.

1.2.4. Les différents secteurs de travail du CCMUF

Pour atteindre ces objectifs, le CCMUF est subdivisé en deux secteurs à savoir :

- Le secteur de fabrication mécanique et entretien qui regroupe :

• la fabrication des pièces mécaniques (tournage, fraisage, ajustage etc.),

• l’amélioration des organes mécaniques.

- Le secteur de construction métallique qui regroupe :

• la soudure à l’arc électrique,

• la construction métallique,

• la tôlerie.

1.2.5. 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.

Juillet Suite des éclaircies Août

- Suite des éclaircies

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

(25H/j/ha)

Septembre Suite des travaux d’août Octobre

- 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 calibres sont très variables: premier choix (amandes entières), 2^ème choix (amandes fêlées); 3^ème choix (½ graine intacte), 4^ème choix (brisures).

• Cuisson et friture de l’amande

L'amande est ensuite recuite dans du beurre salé fondu comme une friture.

Les amandes sont ensuite mises en sachet plastique scellé ou introduites dans des bouteilles usagées d'alcool relavées et étiquetées. Elles sont vendues comme

« amuse-gueule » ou « croque en bouche » de luxe. Les grades habituellement obtenus se situent de l’ordre de 70 % d’amandes entières, 20 % pour les amandes en deux morceaux et les 10 % autres en amandes en plusieurs morceaux.

• Conditionnement et emballage

Les sachets en polyéthylène sont les plus utilisés en raison de leur faible coût.

Il existe également d’autres emballages : les sachets dow pack barquettes. Ces derniers modes de conditionnement offrent l’avantage de donner un meilleur aspect au produit. Néanmoins, le coût unitaire de ces emballages reste élevé et n’est pas toujours accessible aux transformateurs.

3. Etude et conception du séparateur de noix de cajou de sa pomme 3.1. Choix technologiques

L’objectif visé est de pouvoir séparer mécaniquement les noix de cajou de leurs pommes. Suite aux observations des techniques de séparations manuelles utilisées par les producteurs, nous avons identifiés trois différents principes de base que sont :

- la séparation par traction,

Elle consiste à exercer simultanément sur la noix de cajou et sur sa pomme des forces opposées suivant l’axe principale de la pomme. Le point d’enracinement de la noix sur la pomme cède alors au bout d’un certain effort.

Cependant cette technique nécessite beaucoup d’effort (figure 16) et les fibres de la pomme restent collées à la noix, ce qu’il faut absolument éviter. Cela rend la méthode moins efficace, et mécaniquement le risque de blessures des noix est élevé.

𝐹

𝐹𝑝𝑝𝑝 𝐹𝐹

Figure 16 : Séparation par traction

- la séparation par cisaillement,

Ce principe se repose sur l’action d’éléments tranchants (fil de nylon enroulé autour de la noix) sur le point d’enracinement de la noix sur la pomme. Les actions sur les extrémités du fil génèrent des efforts tranchants suivant le rayon de la pomme en son point d’encrage avec la noix. Ces efforts tranchent les fibres

Fpomme F_noix

liant la pomme à sa noix, laissant cette dernière libre. En utilisant ce principe, nous parviendrons au résultat, mais contrairement à notre apport de solution, le rendement est incomparable, à cause de la marge de temps de performance et des ennuis liés à la santé.

𝐹 𝐹

_fil 𝐹𝐹 fil

Figure 17 : Séparation par cisaillement

- séparation par torsion.

Elle consiste à séparer la noix de sa pomme soit en appliquant un moment de torsion sur l’un des éléments, l’autre étant empêché de rotation autour de l’axe de la pomme ; soit en appliquant des moments de torsions opposés simultanément sur la pomme et sur la noix.

𝑀_𝑡

𝑀_𝑡 Figure 18 : Séparation par torsion

3.2 Schéma cinématique

Bâti

Cheminée

Système de rappel

Bâti

Ressort

Lame

Poussoir

Ecrou

Photo 10 : schéma cinématique

3.3 Principe de fonctionnement - Définitions :

• La principale est l’ensemble potence-cheminée de notre machine et se reposant sur le porte-pomme ;

• Le poussoir est l’ensemble coulisseau-roulements.

Le dispositif est manuel et serait manœuvré par un (1) individu.

Il est composé d’un levier de commande, de deux (2) cheminées acceptant les produits dans leur fente avant l’opération. D’un poussoir jouant le rôle de guidage, d’une coulisse. D’une potence et d’un porte-pomme facilitant la récupération des pommes de cajou.

- Précautions à prendre avant l’utilisation de la machine :

S’assurer de la bonne fixation de la lame dans le porte-lame et celle de l’ensemble [porte-lame, croix, anguleur] avant de passer à la première séance de manœuvre qui nous conduira jusqu’à la première usure de la lame. Nous aurions à faire recourt à cette mesure de sécurité, lors du réglage de la lame suivant

l’anguleur et que celui-ci nous autoriserait à passer à une seconde séance de manœuvre.

L’opération se déroulera en deux (2) phases suivantes :

- La première phase consiste à charger les produits dans la fente de la cheminée avec les deux bras de façon simultanée, jusqu’à ce qu’elle ne peut plus en recevoir.

- A la deuxième phase, faire passer la lame le long de la fente de la cheminée sous l’action du levier de commande.

Les pommes se séparent des noix. Ensuite, ces deux éléments passent chacun par un canal de sortie après leur chute afin d’être récupérés.

NB : le bon fonctionnement garantissant un meilleur rendement après chaque opération de séparation est lié :

- au respect des normes de précision pendant la réalisation de chacun des éléments constitutifs de cette œuvre ;

- à un bon montage après fabrication et ; - à la manœuvre de la machine.

4. Dimensionnement des organes mécaniques importants du dispositif

oDétermination de la charge liée à la séparation de la noix de la pomme Afin d’évaluer le charge nécessaire à cette opération de séparation, on a procédé à la conception et réalisation d’un dispositif de mesure.

• Présentation du dispositif

Figure 19 : Instrument de mesure

 (1) Crochet (suspend les charges qui serviront à rompre la liaison noix et pomme)

 (2) Poteaux (guide la barre (4) en translation)

 (3) Base (supporte tous le système et le produit)

 (4) Barre (porte la lame et les charges)

 (5) Lame (sert à désunir la noix et la pomme pendant l’essai)

𝐹𝐹

�

• Résultat des essais

Les essais ont montré que la désunion de la noix de la pomme (pour un seul produit), nécessite un poids de 0,75 Kg en moyenne, d’où une charge de 7,5 N.

Compte tenu des diverses variétés de produits, il a été retenu comme charge statique : F ꞊ 8 N.

NB : On a : 1 Kg → 9,8 N et dans un repère galiléen, pour étudier les corps physiques, on a : 1 Kg → 10 N

D’après nos essais, nous avions besoin de 8 N pour traiter un (1) produit, alors qu’au total nous dévons traiter en moyenne seize (16) produits sur les cheminées. Soit huit (8) produits sur chaque cheminée. Alors la charge statique à utiliser pour nos divers calculs est : F ꞊ 128 N. Déduisons que l’individu aura à soulever une masse de 12,8 Kg.

o Etude de résistance de la tige de la croix

Pour la suite, nos calculs se baseront sur une seule cheminée.

- Cherchons l’épaisseur de soudure de la tige portée par la croix (e1) Cette tige est soumise au cisaillement.

La résultante des efforts tangentiels dans ces sections a pour valeur :

|

|

𝐹𝐹 2

- Calculons la contrainte tangentielle moyenne :

|τ

|

- Calculons la résistance pratique à la rupture

Rpr ꞊ ^{0,8𝐑𝐑𝐫}_𝐫𝐫𝐫

, avec Rre ꞊ 560 MPa et s ꞊ 2

𝑠𝑠

- Pour que la tige résiste aux efforts du porte-lame, il faut que :

|τ

|

R

0,8𝐑𝐑𝐫𝐫𝐫𝐫

|F |×s

⟹ e >

e1꞊ 0,009

2.𝑓𝑓 .e

1 𝑠𝑠 ¹ 0,8𝐑𝐑𝐫𝐫𝐫𝐫×2𝑓𝑓

Alors la soudure à faire doit avoir une épaisseur supérieure à 0,009 mm

l : longueur de soudure (2πr)

R_re : résistance à la rupture pour une électrode E56 (R_re = 560MPa) Rpr : résistance pratique à la rupture

s : coefficient de sécurité(𝑠𝑠 = 2)

o Dimensionnement de la lame

En admettant qu’il nous faut un cisaillement pour séparer la noix de la pomme, nous nous baserons sur ceux dans nos calculs.

- Déterminons l’épaisseur de la lame (e₂)

Pour des raisons de sécurité et d’incertitude, sur les hypothèses (le cisaillement pur n’existe pas), la contrainte tangentielle doit rester inférieure à la résistance pratique au cisaillement (ou glissement).

Supposons que les contraintes de séparation sont normales à la surface S.

On a :

τ

Sachant que l’effort tangentiel ou tranchant à la séparation est : F ꞊ 64N On a :

τ

- Condition de résistance :

|τ _moy | ≤Rpg; ≤ ;

≤ e ₂ ≥

Avec : résistance élastique au glissement (en MPa) s : coefficient de sécurité (s ꞊ 2)

L : longueur de la lame

Sachant que la matière utilisée pour la fabrication de notre lame est l’acier inoxydable.

On a : ꞊ 0,8

On prendra : ꞊ 600MPa et L ꞊ 50mm.

e2 ꞊ 0,005

Alors l’épaisseur de la lame est supérieure ou égale à 0,005mm.

- Dimensions de la lame

Le choix de la dimension de sa longueur est peu important, à cause de la section à travailler qui est trop minimale. La section considérée ici, est celle entre la noix et la pomme.

Le diamètre en leur point de contact fait en moyenne 5mm.

On pourrait lui attribuer les dimensions de la rainure dans laquelle elle serait encastrée par boulonnage. A la différence qu’il faudra augmenter la dimension de la largeur pour rendre la lame efficace lors du travail.

On prendra :

• 5 mm pour épaisseur moyenne de la lame (emoy ꞊ 5 mm)

• Une longueur L ꞊ 50 mm

o Course de la lame

La course de la lame est liée à l’extension de la fente de la cheminée. La lame doit parcourir environ 6 mm plus que le long de la fente afin de confirmer un bon étranglement du dernier produit portée par cette entaille.

o Paramètres de bon rendement

D’après nos recherches dans l’un des vergers de la ville de Natitingou, un paysan a besoin de 6,11 secondes en moyenne pour réaliser la séparation par ficelle de nylon, parce qu’elle reste la plus efficace.

Pour notre dispositif, nous avions 16 produits à séparer en moyenne après une phase de manœuvre de 14 secondes.

En évaluant le temps de séparation a procédé unitaire consacré par le paysan par rapport aux 16 produits, nous aurons besoin de 97,76 secondes pour en finir. Tandis qu’au niveau de notre machine, même en négligeant le temps de réglage du porte-lame lié à l’usure progressive de la lame, nous approuvons son rendement convenable.

.1. Description des composantes

•Anguleur

L’anguleur fait partie des éléments particuliers de la machine et permet le on fonctionnement du porte-lame. Muni de quatre (4) trous qui assurent le églage angulaire du porte-lame, il favorise une longue durée d’utilisation de la ame avant son aiguisement.

5. Présentation de la machine

poussoir.

Figure 22 : Croix

• Bout de levier

Reliant le levier de commande et le poussoir, il assure la mobilité de ces derniers suivant une liaison pivot-glissant.

Figure 21 : Bout de levier

• Croix

Elle est liée à l’anglet par goupillage et au poussoir par vissage, cet ensemble accroit le bon fonctionnement du porte-lame. Sa mobilité est obtenue grâce au

du poussoir.

Figure 24 : Coulisse

• Coulisseau

Il fait partie également des éléments les plus importants de la machine. Son mouvement est provoqué par le levier de commande et assemblé aux roulements ils deviennent poussoir.

Figure 23 : Coulisseau – Poussoir

• Coulisse

Il constitue un assemblage rude de cornières bien liées qui gèrent le mouvement

• Guide

Le guide canalise le mouvement du levier de commande lors de l’opération.

Figure 25 : Guide

• Porte-lame

Il est l’élément dans lequel, est fixée la lame avant l’opération. Cette lame est boulonnée dans la rainure dans la zone (1) encerclée à l’extrême gauche de notre figure en dessous.

Figure 26 : Porte-lame et lame

• Porte-pomme

Il dispose de deux fossettes conduisant les pommes vers sa goulotte et d’une pente facilitant la tombée des pommes dans le canal de la goulotte.

Figure 27 : Porte-pomme

• Bras ou levier de commande

Le levier de commande transmet le mouvement à tout le système poussoir, croix et porte-lame. Il est l’élément qui démarre l’opération de séparation.

• Porte-ressort

Il joue sur la raideur du ressort sous l’action de la charnière. Et provoque parfois, la remontée de la partie inférieure de la cheminée quand il y a extension de frottement entre lame et cheminée durant la manœuvre.

La zone (2) encerclée en orange à l’extrême gauche indique la partie liée à la charnière et la zone (3) encerclée en bleu à l’extrême droite consacrée à l’écrou. Ensuite le tronc de la tige reçoit le ressort.

Figure 29 : Porte-ressort

• Cheminée

Elle accepte le chargement des produits avant toute manœuvre liée à la séparation. Elle est munie d’une fente avec un bout plus large permettant la facilité de pénétration de la pomme lors du chargement.

Figure 30 : Cheminée

• Potence

La potence soutient les cheminées dans leur mouvement lors de l’opération.

Elle est munie de crochets auxquels sont suspendues les cheminées grâce à leurs arbres.

Figure 31 : Potence avec cheminée suspendue

• Ressort

Grâce à sa raideur, le ressort est responsable de l’alternance du porte-ressort quand il est sollicité par la charnière suivant le mouvement de la cheminée.

• Roulement

Le roulement joue un rôle d’antifriction entre le coulisseau et la coulisse. Il facilite également le va-et-vient du coulisseau le long de la coulisse lors de l’opération.

Figure 33 : Roulement

• Charnière

La charnière joue un rôle de tirant sur le porte-ressort. Elle est liée à la cheminée et au porte-ressort.

Figure 34 : Charnière

NB : Retrouvons en annexes le draft de quelques pièces de notre machine.

6. Estimation de la masse totale et de l’encombrement

L’encombrement de toute la machine montée est : o Longueur 1350 mm

o Largeur 600 mm o Hauteur 1250 mm

L’estimation numérique (analyse effectué avec Top Solid 2006) nous rapporte une masse nette de 68 kg environ.

7. Estimation du coût de la machine a. Coût du bureau d’études (𝑪_𝒃 )

Coût du bureau d’études est fonction : o du nombre d’heures d’étude ; o du coût horaire de l’étude.

Par supposions, le séparateur est mise au point en 25 jours à raison de 8 heures de travail par jour soit 200 heures au total, cela engendre un coût du bureau d’étude s’élevant à 500000 FCFA, pour un coût horaire de 2500 FCFA.

Afin de réduire ce coût, nous envisagerons la fabrication d’environ 25 machines. Ainsi, les frais d’amortissement seront :

Alors seul les frais d’amortissement seront considérés pour l’estimation du coût de la machine.

b. Evaluation du besoin en matériaux 𝑪_𝒎

Afin d’anticiper sur le problème de rouillure des éléments constitutifs de notre machine, nous avons voulu l’avoir entièrement en acier inoxydable. Alors, il est à notifier que les matériaux nous reviendront chers.

Enumérons quelques besoins en matériaux et précisons leur prix : 1- Une (1) feuille de tôle inox 30/10 mm → 115000FCFA

2- Une (1) feuille de tôle inox 10/10 mm → 95000FCFA 3- Un (1) tube rond de ∅ 30 mm→ 40000FCFA

4- Un (1) fer plein (carré) de 20 mm → 30000FCFA 5- Un (1) fer plein (rectangulaire) de 60 × 20 → 35000FCFA 6- Un (1) fer rond de ∅10 mm →10000FCFA.

D’où un total de 325 000 FCFA pour l’achat en matière première.

c. Evaluation du coût des accessoires et pièces standards Les éléments considérés et leur coût sont :

- Les deux (2) roulements qui s’élèvent à 12 000 FCFA

- Les quatre (4) ressorts de ∅ 12 × 100 mm, qui s’élèvent à 15 000FCFA - Les quatre (4) écrous hexagonaux M10 qui s’élèvent à 400 FCFA

- Les quatre (4) charnières qui s’élèvent de 8 000 FCFA

- Le métal d’apport pour la soudure qui s’élève de 25 000 FCFA.

D’où un total de 60 400 FCFA ( .

d. Evaluation du coût de fabrication (

Le coût de fabrication est récapitulé comme suit :

- Au tournage (les deux tiges de la croix et le filetage M10 de la tige porte-ressort), on a un coût de 20 000 FCFA

- A la soudure, on a un coût de 60 000 FCFA

- Et pour la durée des corrections éventuelles à faire, on l’évalue à 15 000 FCFA.

D’où un total de 95 000 FCFA ( .

Alors le coût global de notre séparateur est :

.

CONCLUSION

Atteindre l’un des objectifs du millénaire pour le développement (réduire de moitié la malnutrition), il urge que les pays africains s’investissent dans la mécanisation agricole. L’optimisation des temps de réalisation des tâches, l’amélioration de l’efficacité dans l’exécution desdites tâches et l’augmentation du rendement et de la production doivent constituer les objectifs à atteindre.

Ainsi, cette machine destinée à la séparation de noix de cajou de la pomme répondra dans une large mesure aux attentes des utilisateurs.

Ce travail a été passionnant, instructif, et bénéfique car il constitue une riche expérience pour nous.

La réalisation de cet équipement léger, transportable et pas cher représente notre modeste contribution au véritable essor de la «filière anacarde» au Bénin.

Cette conception étant perfectible, nous sommes convaincu que vos suggestions et critiques constructives nous aideront à l’améliorer.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

 [p42-49] A. CHEVALIER, Guide du dessinateur industriel, HACHETTE Technique, Edition 2004

 [p35-40] D. SPENLE ; R. GOURHANT, Guide du calcul en Mécanique, HACHETTE Technique, Edition 1998

 NEPAD – Programme détaillé pour le développement de l’agriculture africaine. Bénin : Profil de projet d’investissement « Programme d’appui au développement de la filière anacarde (PADFA) » 2005

 Eric LACROIX. Les anacardiers, les Noix de Cajou et la filière Anacarde à Bassila et au Benin. GTZ-GFA terra systems. Hamburg, 2003, 75p.

 PACIR- Programme d’Appui au Commerce et à l’Intégration Régionale. Evaluation du potentiel à l’exportation des noix de cajou- Côte d’ivoire. Genève : ITC, 2013, 54p.

 JITAP- Programme Intégré Conjoint d’Assistance Technique aux pays moins avancés et autres pays africains. 2003. Benin : secteur anacarde/noix de cajou demande internationale. ITC/DTCC/03/2659/2. 40p.

 Maroufou YOUSSOUFFOU, Kader BANSOU. 2012.

Capitalisation des Expériences de promotion de la filière anacarde dans la commune de Kouande. Cotonou. 63p.

 Pierre Ricau. 2013. Connaître et comprendrele marché international de l’anacarde. Une publication de RONGEAD. Juin 2013.

 Djaha Akadié, N’Da Adopo A., Hala N’Klo, Edo Koffi, N’guessan Angelo. Bien cultiver l’anacardier en Côte d’Ivoire. CNRA- Centre national de Recherche Agricole. Octobre 2008. p.4

ANNEXES