ETUDE ET MODELISATION D’UNE DEPELLICULEUSE-VANNEUSE D’AMANDES DE CAJOU

Année Académique 2015 – 2016

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY - CALAVI DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE

Option : MACHINISME AGRICOLE

POUR L’OBTENTION DE

LICENCE PROFESSIONNELLE

THEME :

5^ème Promotion/ MACHINISME AGRICOLE

ETUDE ET MODELISATION D’UNE DEPELLICULEUSE-VANNEUSE

D’AMANDES DE CAJOU

Présenté par : Audrey Essentiel LODJI

Superviseur:

Dr. Ir. Alphonse QUENUM Enseignant à l’EPAC/UAC

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page i DEDICACE

Je dédie ce document à :

 Mes chers parents, c’est à eux que revient le mérite de mon éducation.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page ii REMERCIEMENTS

Le Célèbre philosophe grec Socrate disait en son temps : « Ce que je sais, c'est que je ne sais rien ».

De cette pensée, il ressort que l'humilité est le début de la quête du savoir. Ainsi je pense que le moment est venu pour moi d'exprimer mes sincères gratitudes et

reconnaissances à :

 l’éternel DIEU qui a été tout pour moi en tous. Lui qui m’a rendu fort, qui me rendra toujours plus fort ;

 Dr. Ir. Vincent PRODJINONTO, Chef du Département de Génie Mécanique et Énergétique pour son soutien et ses multiples conseils ;

 Dr. Ir. Alphonse QUENUM, qui a accepté de conduire ce rapport, et dont la disponibilité, la pédagogie, la rigueur, l’esprit critique très constructif nous ont beaucoup édifié dans l’élaboration de ce dernier ;

 Dr. Ir Roger AHOUANSSOU et Ir Guy HOUNTONDJI pour leur esprit de partage à l’égard des étudiants, nous en sommes reconnaissants ;

 Ir. Hector NOUNAGNON pour son assistance et la simplicité qui le caractérisent ;

 Ma mère AVOLONTO Victorine, pour ton soutien et amour. Que le Seigneur te prête longue vie pour que tu te reposes à l’ombre de l’arbre que tes peines, sacrifices et efforts ont planté et arrosé;

 Monsieur Bachard MOHAMED IDRISSOU, qui a pris une part active dans l’aboutissement de ce rapport. Merci pour toute la sollicitude, l’amour, l’affection et les prières envers ma personne ;

 Tous mes autres camarades de la 5^eme promotion du génie Mécanique et Energétique pour ces trois années passées ensemble ;

 Tous les enseignants du Département de Génie Mécanique Énergétique pour la qualité de la formation dont ils nous ont gratifiés ;

 Tous ceux qui de prêt ou de loin ont contribué à la réalisation de ce travail et dont nous n’avons pu mentionner les noms;

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page iii

 Tous ceux qui ont lu ou liront ce travail, merci pour vos analyses, critiques et vos suggestions pour faire de ce travail une œuvre bien accomplie;

 Enfin à vous, Honorable membres du Jury, qui avez accepté juger ce travail.

Vos remarques et suggestions en amélioreront certainement la qualité du travail.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page iv RESUME

Depuis les années 1990, les noix d’anacarde sont devenues l’un des plus importants produits d’exploitation du Bénin et la principale culture de rente après le coton. Au cours de la transformation des noix d’anacarde, le dépelliculage et le vannage sont l’une des principales opérations les plus difficiles et qui se font manuellement. Ce qui rend pénible la transformation et réduit la commercialisation des amandes de cajou. Le présent rapport se propose d’étudier les amandes de cajou et de concevoir un équipement pouvant efficacement servir à dépelliculer et à vanner ces amandes de cajou. L’étude s’est basée sur la caractérisation des échantillons de ces amandes de cajou. Au terme de notre étude, nous aboutissons à une dépelliculeuse- vanneuse motorisée d’amande de cajou. La conception de cet équipement permettra : de réduire la pénibilité liée au dépelliculage-vannage des amandes, de limiter le temps de dépelliculage et d’augmenter le rendement.

La description de la dépelliculeuse-vanneuse ainsi que le dimensionnement de ses différents organes facilitent l’exécution graphique de ce dernier. Ces différents éléments sont nécessaires à la mise en œuvre de ladite machine et à l’estimation de son coût de réalisation.

Mots clés : dépelliculeuse, vanneuse, noix d’anacarde, amande de cajou

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page v ABSTRACT

Since the years 1990, the walnuts of Cashew nut became one of the most important products of exploitation of Benin and the main culture of pension after cotton. After harvest, and at the time of the transformation of the walnuts of Cashew nut, the skinning and the winnowing are one of the main most difficult operations and that make themselves by hand. What makes laborious the transformation and weakens the merchandising of the cashew almonds. The present report intends to study the almonds of cashew and to conceive equipment really being able to skin and to winnow these almonds of cashew. The survey was based on the characterization of the samples of these cashew almonds. To the term of our survey, we succeed to a skinner-winnower motorized of cashew almond. The conception of this equipment will permit: to increase the productivity; to reduce the hardness bound to the winnowing-skinning of the almonds; to limit the time of skinning and to increase the output.

The description of the skinner- winnower as well as the dimensionality of his/her/its different organs facilitate the graphic execution of this last. These different elements are necessary to the setting in work of the aforesaid machine and to the evaluation of his cost of realization.

Key words: skinner, winnower, walnut of cashew, almond of cashew,

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page vi LISTE DES FIGURES

Figure1.1: Organigramme de l’EPAC….……….……….11

Figure 1.2: situation géographique de CCMUF……….……...13

Figure 2.1 : Description du fruit de l’anacardier………..……….22

Figure 2.2 : Organisation des activités de production de la noix de cajou………24

Figure 2.3 : classification des amandes sur le marché international……….…………33

Figure2.4: Schéma technologique de transformation des noix……….……34

Figure 3.1 : Bête à corne………...………….37

Figure 3.2: Le diagramme de Pieuvre………...39

Figure 5.1: schéma cinématique de la machine proposée………...57

Figure 5.2 : Schéma des forces agissantes sur la courroie………73

Figure 5.3 : Poulie à gorge multiple………..76

Figure 5.4 : Sollicitation sur l'arbre II………...….79

Figure 5.5 : Sollicitation dans le plan OXY………...79

Figure 5.6 : Sollicitation dans le plan OXZ………...81

Figure 5.7 : sollicitations sur l’arbre V………..………84

Figure 5.8 : sollicitations dans le plan OXY……….84

Figure 5.9 : sollicitations dans le plan OXZ………..86

Figure 5.10 : Schéma normalisé d’une clavette……….…93

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page vii LISTE DES PHOTOS

Photo 1.1: Ecole Polytechnique d'Abomey-Calavi………10

Photo 1.2: Tour parallèle………...………16

Photo 1. 3: Fraiseuse universelle……….………..16

Photo 1.4: Taillage de denture ……….………16

Photo 1.5: Scie mécanique……….………16

Photo 1.6: Meuleuse……….……….16

Photo 1.7: Cisaille manuelle……….……….16

Photo 2.1: Anacardier nain………..………19

Photo 2.2: Anacardier commun……….19

Photo 2.3: Le tronc de l'anacardier………...……….20

Photo 2.4: Différentes variétés de pomme de cajou……….21

Photo2.5 : les noix séchées………28

Photo 2.6 : la calibreuse rotative ……….……….29

Photo 2.7 : le cuiseur ………..………..……30

Photo 2.8: La décortiqueuse manuelle ……….…………...31

Photo 2.9 : le four de séchage ………..……….…31

Photo 2.10 : Les amandes triées et classées selon les normes ….……….33

Photo 4.1 : Amandes torréfiées dépelliculées………....42

Photo 4.2 : Amandes torréfiées non dépelliculées……….……42

Photo 4.3 : Etuve………..……….43

Photo 4.4 : Prise de la masse des amandes………43

Photo 4.5 : Position d'équilibre des amandes………...……….44

Photo 4.6 : Prises des dimensions des amandes………44

Photo 4.7 : Prise de volume réel avec l’eau………...45

Photo 4.8 : Prise de volume réel avec le sable………...45

Photo 4.9 : Dispositif de mesure du coefficient de frottement………..…47

Photo 4.10 : Dispositif de mesure de l'effort de brisure………47

Photo 5.1 : La dépelliculeuse-vanneuse motorisée d’amande de cajou………53

Photo 5.2 : Trémie………...………..53

Photo5.3 : couvercle……….……….54

Photo 5.4 : Moteur……….54

Photo 5.5 : Châssis……...………..54

Photo 5.6 : Palette………..55

Photo 5.7 : Palier………...………....55

Photo 5.8 : renvoi d'angle……….……….55

Photo 5.9 : Tambour conique portant les brosses métalliques………..56

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page viii LISTE DES TABLEAUX

Tableau 3.1 : Definition du cahier de charge………..…...40

Tableau 4.1 : Caractéristiques physiques des amandes de cajou………...48

Tableau 4.2 : Caractéristiques massiques et volumiques des amandes de cajou……...49

Tableau 4.3 : valeurs moyennes de l’angle et coefficient de frottement………...50

Tableau 4.4 : valeurs moyennes des forces de brisure des péllicules et des amandes, taux d'humidité……….……….51

Tableau 5.1 : Récapitulatif des valeurs du diamètre des poulies………..64

Tableau 5.2 : valeurs de la puissance, régime et couple sur chaque arbre………67

Tableau 5.3 : Caractéristiques des engrenages coniques à axes perpendiculaires…….78

Tableau 5.4 : valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants………...…81

Tableau 5.5 : valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants………..82

Tableau 5.6 : valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants………...86

Tableau 5.7 : valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants………...87

Tableau 5.8 : coût de fabrication de la machine……… ………...99

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion Page ix LISTE DES SIGLES

PIB : Produit Intérieur Brut… ..………..7

INSAE : Institut National de Statistique et d’Economie Appliquée……… …..7

CPU : Collège Polytechnique Universitaire……….…………10

EPAC : École Polytechnique d’Abomey-Calavi………..……….10

UAC : Université d’Abomey-Calavi……….11

CCMUF : Centre de Conception Mécanique d’Usinage et Forge……….13

CNSL : Cashew Nut Shell Liquid………....22

FENAPAB : Fédération Nationale des Producteurs de l'Anacarde du Bénin…....26

ADEx : Association de Développement des Exportateurs………..….26

URPA : Unions Régionales des Producteurs d’Anacardes………...……26

UCPA : Unions Communales des Producteurs d’Anacardes………26

CVPA : Coopératives de Producteurs d’Anacarde………..26

MAEP : Ministère de l’Agriculture de l’Elevage et de la Pêche………..…26

FSA : Faculté des Sciences Agronomiques… … … . . … … … 2 6 ACA : Alliance Africaine de Cajou……...……….26

PAPA : Programme d’Appui aux Politiques Agricoles……….…….26

PRF : Programme de Recherches Forestières de l’Institut National des Recherches Agricoles du Bénin………...26

INRAB : Institut National des Recherches Agricoles du Bénin………...27

SEPT : Société d’Exploitation des Produits Tropicaux………..28

SONAFEL : Société Nationale des Fruits et Légumes………...………28

PTAA : Programme de Technologies Alimentaires et Agricoles……….…..42

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 1 TABLE DES MATIERES

DEDICACE i

REMERCIEMENTS ii

RESUME iv

ABSTRACT v

LISTE DES FIGURES vi

LISTE DES PHOTOS vii

LISTE DES TABLEAUX viii

LISTE DES SIGLES ix

INTRODUCTION GENERALE ________________________________________ 6 Chapitre 1: PRESENTATION DES STRUCTURES 9 1.1 Présentation du lieu de formation : EPAC ___________________________ 10 1.1.1 Historique de l’EPAC ________________________________________ 10 1.1.2 Organigrammes et missions de l’EPAC __________________________ 11 1.1.3 Les départements et Unités d'application de l’EPAC ________________ 12 1.2 Présentation du lieu de stage : CCMUF _____________________________ 14 1.2.1 Description du lieu de stage : CCMUF ___________________________ 14 1.2.1.1 Les différents secteurs du CCMUF ____________________________ 15 1.2.1.2 L’atelier mécanique ________________________________________ 15 1.2.2 Les travaux effectués ________________________________________ 18 Chapitre 2: GENERALITE SUR L'ANACARDE ___________________________ 19 2.1 Origine et caractéristiques de l’anacardier ____________________________ 20 2.2 Description de l’anacardier _______________________________________ 21 2.2.1 Port ______________________________________________________ 21 2.2.2 Fleurs ____________________________________________________ 21 2.2.3 Feuilles, branches, écorces et bois ______________________________ 22 2.2.4 Noix et pomme de cajou ______________________________________ 22

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 2 2.3 Culture et cycle de l’anacardier ___________________________________ 24 2.4 Les produits de l’anacardier ______________________________________ 26 2.5 Système de production des noix de cajou au Bénin ____________________ 27 2.5.1 Organisation de la filière au Bénin ______________________________ 27 2.5.2 Transformation des noix de cajou au Bénin _______________________ 28 2.6 Procédés de transformation des noix d’anacarde (Cas de l’Usine BPS Industrie Bénin Sarl d’Akassato) ______________________________________________ 29

2.6.1 Schéma technologique de la transformation des noix de cajou_________ 34 Chapitre 3: CAHIER DE CHARGE ______________________________________ 35 3.1 Problématique _________________________________________________ 36 3.2 Objectif ______________________________________________________ 36 3.3 Réalisation de la bête à corne _____________________________________ 37 3.4 Réalisation du diagramme Pieuvre _________________________________ 39 3.4.1 Définition du cahier de charge _________________________________ 40 Chapitre 4: CARACTERISATION DES NOIX D'ANACARDE ________________ 41 4.1 Matériels _____________________________________________________ 42

4.1.1 Matériel végétal ____________________________________________42 4.1.2 Equipements de Laboratoire. __________________________________ 42

4.2 Méthodes ____________________________________________________ 43 4.2.1 Caractéristiques physiques des amandes _________________________ 43 4.2.1.1 Evaluation massique et détermination de la teneur en eau des amandes 43 4.2.1.2 Prise des dimensions des échantillons ou variété _________________ 44 4.2.1.3 Evaluation volumique des amandes ____________________________ 44 4.2.1.3.1 Volume réel ___________________________________________ 44 4.2.1.3.2 Volume spécifique ______________________________________ 45

4.2.1.3.3 Masse volumique 46

4.2.1.4 Evaluation du coefficient de frottement _________________________ 46 4.2.1.5 Mesure des forces de brisure des pellicules et des amandes de cajou __ 47 4.3 Résultats et discussions __________________________________________ 48 4.3.1 Dimensions des amandes _____________________________________ 48

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 3 4.3.2 Les volumes spécifiques, réels et la masse volumique _______________ 49 4.3.3 Le coefficient de frottement, le taux d’humidité et les forces de brisure _ 49 Chapitre 5: ETUDE ET CONCEPTION D’UNE DEPELLICULEUSE-VANNEUSE D’AMANDE DE CAJOU ______________________________________________ 52

5.1 Proposition et description de la dépelliculeuse-vanneuse proposée ________ 53 5.1.1 Chaîne cinématique _________________________________________ 57 5.2 Dimensionnement ______________________________________________ 58 5.2.1 Puissance utile et le régime du système de dépelliculage _____________ 58 5.2.1.1 Vitesse de rotation nécessaire ________________________________ 61 5.2.1.2 Détermination du régime utile ________________________________ 61 5.2.1.3 Puissance utile du système de dépelliculage _____________________ 61 5.2.2 Le régime et la puissance du système de vannage __________________ 62 5.2.3 Choix du moteur ____________________________________________ 64 5.2.3.1 Paramètre de la chaîne de transmission _________________________ 64 5.2.3.1.1 Rendement global ______________________________________ 64 5.2.3.1.2 Rapport global _________________________________________ 64 5.2.3.2 Paramètre du moteur _______________________________________ 65 5.2.3.3 Choix proprement dit _______________________________________ 65 5.2.3.3.1 Concordance du moteur __________________________________ 65 5.2.4 Etude cinématique __________________________________________ 66 5.2.5 Étude dynamique ___________________________________________ 68 5.2.5.1 Etude du système de transmission _____________________________ 68 5.2.5.2 Transmission par courroie ___________________________________ 68 5.2.5.2.1 Choix de la section et calcul de la courroie de transmission ______ 68 5.2.5.2.1.1 Choix de la section ___________________________________ 68 5.2.5.2.1.2 Calcul de la courroie _________________________________ 69 5.2.5.2.2 Les tensions dans les brins _______________________________ 73 5.2.5.2.2.1 Calcul des efforts agissants sur les poulies ________________ 74 5.2.5.2.3 Estimation du poids des poulies ___________________________ 76 5.2.5.3 Calcul géométrique des engrenages ___________________________ 77

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 4 5.2.5.3.1 Caractéristiques des engrenages ___________________________ 77 5.2.5.3.2 Choix du matériau utilisé _________________________________ 77 5.2.6 Dimensionnement des arbres de transmission _____________________ 79 5.2.6.1 Arbre II _________________________________________________ 79 5.2.6.1.1 Modélisation des forces sur l’arbre _________________________ 79 5.2.6.1.1.1 Plan OXY __________________________________________ 79 5.2.6.1.1.2 Plan OXZ _________________________________________ 81 5.2.6.1.1.3 Moment de torsion ___________________________________ 82 5.2.6.1.2 Calcul du diamètre de l’arbre _____________________________ 82 5.2.6.2 Arbre V _________________________________________________ 84 5.2.6.2.1 Modélisation des forces sur l’arbre __________________________ 84 5.2.6.2.1.1 Plan OXY __________________________________________ 84 5.2.6.2.1.2 Plan OXZ _________________________________________ 86 5.2.6.2.2 Moment de torsion ______________________________________ 87 5.2.6.2.3 Calcul du diamètre de l’arbre _____________________________ 87 5.2.7 Choix des roulements ________________________________________ 89 5.2.7.1 Arbre II _________________________________________________ 89 5.2.7.1.1 Calcul de la charge dynamique équivalente ___________________ 89 5.2.7.1.2 Calcul de la durée de vie _________________________________ 90 5.2.7.1.3 Montage des roulements _________________________________ 90 5.2.7.2 Arbre V _________________________________________________ 90 5.2.7.2.1 Détermination : ________________________________________ 91 5.2.7.2.2 Montage des roulements _________________________________ 92 5.2.8 Calcul de la clavette _________________________________________ 93 5.2.9 Etude du système de ventilateur de la vanneuse ____________________ 95 5.2.9.1 Rôle ____________________________________________________ 95 5.2.9.2 Calcul de quelques paramètres du système de ventilateur ___________ 95 5.2.9.2.1 Calcul de la vitesse limite de chute des particules d’amande de cajou _

_____________________________________________________ 95 5.2.9.2.1.1 Diamètre des amandes ________________________________ 95

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 5 5.2.9.2.2 Vitesse moyenne de l’air _________________________________ 96 5.2.9.2.2.1 Calcul de la vitesse circonférentielle moyenne du ventilateur __ 96 5.2.10 Maintenance de la machine ___________________________________ 97 5.2.10.1 Recommandations avant et lors de la mise en service de la machine _ 97 5.2.10.2 Entretien périodique du moteur _____________________________ 97 5.2.10.3 Entretien de la machine ___________________________________ 98 5.2.11 Estimation coût de la réalisation ________________________________ 99 CONCLUSION _______________________________________________ 100 BIBLIOGRAPHIE ______________________________________________ 101 ANNEXES ___________________________________________________ 103

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 6

INTRODUCTION

GENERALE

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 7 Le secteur agricole du Bénin a contribué en moyenne pour 36% au PIB sur la période de 1999-2002, pour 90% des recettes d’exportation d’origine intérieure et occupe plus de 65% de la population active. Malgré la variété de la production agricole, l’agriculture a de plus en plus de difficultés à jouer son rôle de locomotive de l’économie. Le secteur secondaire occupe moins de 10% de la population active et contribue pour 13,9% en moyenne à la formation du PIB (INSAE, Dynamique des filières d’exportation au Bénin, p2).

Depuis la fin des années 1990, l’anacarde est pour le Bénin une alternative intéressante. La noix de cajou est devenue l’un des plus importants produits d’exportation du pays et la principale culture de rente après le coton. Occupant la 7^ème place au plan mondial avec seulement 5,1% du volume de noix exportées, et le 4e rang des pays ouest africains exportateurs après la Côte d’ivoire, la Guinée Bissau et la Tanzanie, le Bénin a connu au cours des dix dernières années 1999-2008 un taux de croissance annuelle des exportations de noix de 33% en valeur et de 40% en volume (INSAE, ‘‘Dynamique des filières d’exportation au Bénin’’). L’avantage du Bénin par rapport aux autres pays exportateurs (Inde, Brésil, Vietnam, Tanzanie, Guinée Bissao, Côte d’ivoire, Kenya, Nigéria, Mozambique) réside dans la qualité de ses noix et la possibilité de développer rapidement des marchés biologiques et des marchés spécifiques aux Etats-Unis et en Europe compte tenu des relations entretenues avec la diaspora.

Dans l’hypothèse optimiste de croissance continue observée entre 1997-2008 passant de 10.000 à 60.000 tonnes, les exportations du Bénin pourraient atteindre les 120.000 tonnes en 2012 et porteraient sur les noix brutes, les amandes blanches et les amandes grillées (EAR-Development-S.A.R.L, ‘‘élaboration des règles de stabilisation et de soutien des prix pour la filière anacarde.’’ p3).

Cette situation suppose la mise en place d’un accompagnement technique aux acteurs pour garantir la qualité de la production pour une compétitivité du label Bénin sur le marché du pays des noix et de ses dérivés.

D’un point de vue agro-écologique, l’aire favorable de production de l’anacardier au Bénin couvre actuellement huit des douze nouveaux départements du pays à savoir l’Atacora, la Donga, le Borgou, l’Alibori, les Collines, le Zou, le Plateau et le Couffo et permet de résoudre à la fois, trois problèmes de développement importants et complémentaires que sont l’économie, le social, et l’environnement. Au plan environnemental, la culture de l’anacarde devra permettre de reconstituer très

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 8 rapidement les espaces agricoles dégradés par la culture extensive du coton et d’autres spéculations agricoles.

Malgré cette situation favorable, beaucoup de contraintes freinent encore la filière tant du point de vue de la production (matériel végétal, techniques culturales) que celui de la post-récolte, et surtout de la transformation. Le mode d’organisation du marché de collecte des noix comporte encore de nombreuses lacunes. De même, les technologies de transformation utilisées jusque-là n’ont pas encore réussi à donner de résultats satisfaisants de manière que moins de 5% de l’offre est à peine transformée.

Mais l’espoir est encore permis surtout avec la mise en œuvre de la nouvelle vision de l’état dans le secteur d’anacarde pour les années à venir.

Cependant cette filière peine à connaitre un vrai décollage à cause de la quasi inexistence de dépelliculeuse d’amandes de cajou. Le dépelliculage traditionnel rend pénible et affaiblit la commercialisation des amandes de cajou.

Ainsi, vu la place qu’occupe l’anacarde dans l’économie de notre pays, les difficultés rencontrées par les transformateurs au cours de la transformation et les conséquences que revêt le tégument (pellicules) sur la santé du consommateur, nous avons axé nos recherches sur le thème : << Etude et conception d’une dépelliculeuse-vanneuse d’amande de cajou>>.

Le développement de ce thème est subdivisé en cinq grands chapitres :

 En premier lieu, nous vous présenterons notre structure de formation, de stage et le déroulement des travaux;

 Ensuite, les noix d’anacarde dans sa généralité;

 Par la suite, nous vous exposerons le cahier de charge;

 Puis, nous vous soumettrons la caractérisation des amandes;

 Enfin, nous vous ferons part de l’étude technique de l’équipement et celle de sa réalisation.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 9 Chapitre

1

PRESENTATION DES

STRUCTURES D’ACCUEIL

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 10 1.1 Présentation du lieu de formation : EPAC

1.1.1 Historique de l’EPAC

Photo 1.1: Ecole Polytechnique d'Abomey-Calavi

Le Collège Polytechnique et Universitaire (CPU) avait ouvert ses portes aux premiers étudiants en février 1977. Fruit de la coopération bénino-canadienne, il devient le 25 février 2005 École Polytechnique d’Abomey-Calavi, un établissement public de formation scientifique et technique supérieure orientée vers la professionnalisation. En tant que tel il était un maillon capital de notre système universitaire, mieux du système éducatif béninois. La première promotion est sortie en 1980.

A l’origine, on pouvait compter parmi les formateurs un grand nombre d’enseignants canadiens, mais grâce à la politique de relève appliquée par le Bénin, le nombre d’enseignants canadiens avait progressivement diminué pour être totalement remplacé par un nombre important d’enseignants nationaux de haut niveau académique.

Comme on peut le remarquer l’ex-CPU, à un moment donné de son évolution était devenu une institution prête à générer dans un avenir proche, des ingénieurs de conception ; ce qui d’ailleurs urgeait à partir du moment où, d’années en année, les besoins en formation d’ingénieurs devenaient de plus en plus pressants, obligeant ainsi à l’ouverture du second cycle.

Le 25 février 2005, le Président de la République, Chef de l’État, Chef du gouvernement, signe un Décret (N°2005-078) portant création, attributions, organisation et fonctionnement de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC),

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 11

« une École Supérieure à caractère de Grande École » dépendant directement de l’Université d’Abomey-Calavi. Un an auparavant, c’est-à-dire depuis la rentrée académique 2003-2004, la première promotion de l’EPAC a dû effectuer sa rentrée en Prépa, Secteur Industriel ; et ce malgré toutes les difficultés inhérentes à toute entreprise humaine.

1.1.2 Organigrammes et missions de l’EPAC

L’organigramme ci-dessous présente l’organisation structurelle de l’EPAC.

Figure1.1: Organigramme de l’EPAC

L’ex-CPU, établissement d’enseignement supérieur de l’UAC a pour missions :

de garantir des formations conduisant aux Diplômes de Technicien Supérieur, d’Ingénieur de Conception et de Maîtrise Professionnelle dans les secteurs industriel et biologique ;

de promouvoir la recherche scientifique et technique ;

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

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 12 1.1.3 Les départements et Unités d'application de l’EPAC

Au plan académique, l’EPAC comporte 10 départements répartis dans deux secteurs :

 le secteur biologique, composé des départements de :

 Génie de Biologie Humaine (GBH) ;

 Génie d’Imagerie Médicale et de Radiobiologie (GIMR) ;

 Génie de l'Environnement (GEn) ;

 Production et Santé Animales (PSA) ;

 Génie de Technologie Alimentaire (GTA).

 le secteur industriel composé des départements de :

 Génie Civil (GC) ;

 Génie Electrique (GE) ;

 Génie Mécanique et Energétique (GME) ;

 Génie Informatique et Télécommunication (GIT) ;

 Génie Bio Médical (GBM).

Parallèlement à tout ce qui précède, il convient de mentionner que l’ex-CPU ne développait pas que des activités qui relèvent du domaine pédagogique. C’est aussi une institution prestataire de services à travers un certain nombre d’unités de production créées dans les différents départements ; citons entre autres :

 le CAP : Centre Autonome de Perfectionnement ;

 le CAR : Centre Autonome de Radiologie ;

 le CUPPE : Centre Universitaire de Promotion de Petites Entreprises ;

 le CECURI : Centre Cunicole de Recherche et d'Informations ;

 le CCLPV : Complexe Clinique Laboratoire et Pharmacie Vétérinaires ;

 le Centre Universitaire de Mécanique Générale (C.U.M.E.G.) ;

 le CPU-Informatique ;

 l’UPGE : Unité de Prestation du Génie Electrique.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 13 1.2 Présentation du lieu de stage : CCMUF

1.2.1 Description du lieu de stage : CCMUF

Le stage s’est déroulé sur une période de trois (3) mois au centre de conception mécanique usinage et forge (CCMUF) situé à Godomey Togoudo Gbègnigan maison Alphonse QUENUM, docteur en 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 centre 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.

Figure 1.2: situation géographique de CCMUF

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 14 1.2.2 Les différents secteurs 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.

1.2.3 L’atelier mécanique

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

Entre autre, nous pouvons énumérer celles-ci :

 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 ces machines 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 photo1.2)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.

 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 détourage. 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

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 15 pas très utilisée, on parlera plutôt de centre d'usinage 3 axes. La photo 1.3 est une fraiseuse universelle.

 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.

 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 1.5 présente une scie mécanique.

 L’affûteuse

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

 La meuleuse

La meuleuse permet le meulage des surfaces et le découpage des tôles de grandes épaisseurs. Le choix d’une meule est :

- Meule tendre pour l’usinage des surfaces dures;

- Meule dure pour l’usinage des surfaces tendres.

 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.

 Les références du CCMUF

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

CECURI,

Plusieurs autres sociétés privées de la place.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 16

Photo 1.6: La meuleuse Photo 1.7 : La cisaille manuelle Photo1.2 : Tour Parallèle Photo1.3 : Fraiseuse Universelle

Photo 1.5 : Scie mécanique Photo 1.4 : Taillage de denture

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 17 1.2.4 Les travaux effectués

Au cours de notre stage, plusieurs travaux ont été faits dans l’atelier mécanique.

Voici une liste des travaux effectués : Travaux d’ajustage ;

Travaux d’affûtage, de meulage ; Construction des portes ;

Réalisation des moules ; Taillage des dents ;

Des opérations sur le tour comme : le dressage, le chariotage, le perçage, le filetage, le chanfreinage, réalisation d’une poulie ;

Montage de tout type de roulement.

Les travaux faits sur le tour et la fraiseuse sont la réalisation des roues dentées (roue conique à denture droite et une roue cylindrique à denture droite), la réalisation d’un ecrou etc. La photo1.4 ci-dessus montre le diviseur, l’etau et comment la piece est positionnée sur la table.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 18 Chapitre

2

GENERALITE SUR

L’ANACARDE

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 19 2.1 Origine et caractéristiques de l’anacardier

L'acajou ou l'anacardier est un arbre à feuillage persistant rameuse qui trace son origine aux Indiens Tupi du Nord du Brésil. La noix de cajou ou anacarde est le vrai fruit de l’anacardier. De son nom scientifique Anacardium occidentale, l’anacardier a été découvert par les Portugais et emmené par les colons en 1578 au Mozambique puis dans l’état du Kerala en Inde pour finalement se répandre dans d’autres régions de l’Asie. La culture s’est depuis étendue à d’autres zones du globe, notamment l’Afrique de l’Ouest. L’anacardier tolère une large gamme de type de sol et de conditions climatiques. Il peut pousser sur des sols acides aux sols pauvres. Il accepte les cultures intercalaires jusqu’à l’âge adulte, ce qui permet de réduire les frais d’entretien. Les sols meubles profonds et bien drainés conviennent à la plante. Du point de vue chimique, il est souhaité des sols pourvus de calcium et moins riches en potassium.

L’anacardier pousse entre 0-1000 mètres d’altitude, sous une pluviométrie annuelle de 500 à 1800 mm repartie sur 4 à 8 mois. Il exige, pour la fructification, une bonne insolation sur sa couronne, une saison sèche bien marquée (4 à 6 mois) et une faible humidité de l’air (inférieure à 80 %). C’est pour cela que l’éclaircissage et la taille des branches sont les plus importantes des opérations d’entretien de la plante. Il convient par excellence pour le climat semi-aride tropical. La production des fruits démarre entre 3 et 5 ans à partir de la date de mise en place de la culture et ce jusqu’à l’âge de 30 à 40 ans. La productivité varie au Bénin entre de 500 à 900 kg/ha de noix.

(INSAE, D2009 ‘‘Dynamique des filières d’exportation au Bénin de 1999 à 2008’’ p2)

Photo 2.1: Anacardier nain Photo 2.2: Anacardier commun

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 20 2.2 Description de l’anacardier

2.2.1 Port

L’anacardier est un arbre (hauteur totale supérieure à 7m à l’âge adulte). Il a un port hémisphérique (globuleux) de type d’arbre fruitier.

Cependant, sa hauteur totale dépasse rarement 8 à 10 mètre. Dans son aire d’origine, il peut atteindre jusqu’à 20 mètre de haut mais sa hauteur avoisine généralement 10 mètre au Bénin et son tronc peut atteindre un mètre de diamètre (à hauteur de poitrine, soit 1,3 à 1,5 mètre de haut). Le port de l’arbre est globuleux, soit un hémisphère un peu aplatie avec une frondaison large descendant jusqu’au sol lorsque l’arbre n’a pas de concurrence arborée et herbacée. La concurrence arborée fait qu’il se bat pour obtenir un maximum de place à la lumière et va pousser ses branches le plus loin possible dans la cime de son concurrent, mais jamais à l’intérieur car ses bourgeons ont besoins de lumière pour se développer. Son port est tourmenté, avec un fut court et tortueux. Face à la concurrence herbacée ou à la pauvreté du sol, la densité de son feuillage diminue et au lieu d’avoir un port touffu, il adopte un port lâche qui produira peu de fleurs et peu de fruits.

2.2.2 Fleurs

L’anacardier porte à la fois des fleurs unisexuées mâles et les fleurs hermaphrodites. Les fleurs sont blanches ou jaunes pâles striées de rose ou rouge-vert, nombreuses, sont regroupées en panicules ou cymes terminales et son odoriférantes.

Les pédales sont au nombre de 5 avec 10 étamines. Les fleurs sont couvertes de larges bractées légèrement pubescentes. Les fleurs hermaphrodites sont groupées en racèmes, d’un côté de la branche.

Photo 2.3: Le tronc de l'anacardier

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 21 2.2.3 Feuilles, branches, écorces et bois

Les feuilles sont simples, alternes, oblongues à lancéolées ou ovales, arrondies au sommet, cunées à la base, parcheminées, glabres, coriaoes et possèdent une cuticule épaisse avec de nervures saillantes à la face supérieure. Elles mesurent de 7à 18cm de long sur 5 à 12cm de large et sont portées par un pétiole de 1à 2cm environ, épaisse à la base. Le limbe est cassant et le pétiole aussi à sa base. La couleur de la face supérieure des feuilles est verte foncée et est plus claire sur la détruites par le feu, il faut de longues années avant que l’arbre ne refasse sa couronne et ceci d’autant plus que l’arbre est âgé. A l’état naturel, les branches touchent rapidement le sol et peuvent même provoquer des marcottes naturelles.

L’écorce est grise et en générale assez lisse. Tous les organes de la plante exhalent, quand on les froisse, un fort parfum de térébenthine.

Le bois est résistant aux termites, utiles dans la construction de bateaux, mais un charbon peu apprécié car il crépite à cause de son taux en baume (CNSL, riche en phénols inflammables) quoique la qualité du charbon soit bonne.

2.2.4 Noix et pomme de cajou

La queue charnue (pomme) a une forme de poire rouge, jaune ou orange de 6 à 10cm de longueur et contient un jus sucré, acide et astringent, c’est la pomme cajou.

La noix (de cajou) grise ou brune et qui pèse le 1/3 du poids du fruit entier, est un akène.

Photo 2.4: Différentes variétés de pomme de cajou

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 22 L’amande de la noix est consommée sous forme grillée. L’enveloppe de la noix est très toxique et âcre. La fructification s’effectue en deux stades : c’est le vrai fruit ou noix de cajou, qui se développe en premier lieu. Ce n’est que lorsque cette noix, verte, a atteint son volume maximum (30 à 35 jours), que le pédoncule, jusque-là normal, se développe, considérablement et très rapidement, devenant charnu et se transformant ainsi en une « pomme » de cajou tandis que la noix de cajou, perdant de l’humidité, diminue de volume et durcit. Le fruit de l’anacardier offre donc un aspect inhabituel : la noix ressemble à un appendice placé sous la pomme. Les noix sortent également de l’ordinaire : elles sont réniformes (en forme de reins) de 2 à 5cm de long et de 1,5 à 3,5cm de large selon la variété.

Il y a aussi une grande diversité de couleur de la « pomme » de cajou allant du jaune canari à la rouge tomate selon la variété cultivée.

La noix de cajou est formée d’une coque dure contenant une résine appelée le baume de cajou (CNSL ou Cashew Nut Shell Liquid), riche en phénol et d’une amande qui est riche en huile et en sucre, l’anacarde.

Le baume de cajou (CNSL) en est une résine phénolique contenant 90% d’acide anacardique qui présente des propriétés uniques, notamment de stabilité à des températures extrêmes. Il est très utilisé dans la fabrication d’éléments de friction notamment pour l’aéronautique (freins, embrayages), l’industrie de revêtements spéciaux (peintures marines vernis, matières plastiques, etc. …) et des insecticides.

Pomme de cajou

Coque de cajou

Peau Tégument(Pellicule) Amande de cajou

Figure 2.1 : Description du fruit de l’anacardier

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 23 2.3 Culture et cycle de l’anacardier

La durée du cycle végétatif varie entre vingt et trente ans. La phase de floraison commence vers l’âge de deux ou trois ans. La pleine floraison se situe vers la septième année. Les arbres âgés ont une faible productivité mais ils peuvent être régénérés par recépage. La culture de l’anacardier se fait par semis direct où parmi trois graines semées, les plus beaux plants sont sélectionnés. Elle peut se faire aussi par utilisation des plants de pépinière en sac de polyéthylène. Dans ce dernier cas, le semis est effectué un à deux mois avant le début de la pleine saison des pluies, période au cours de laquelle les plants seront mis à leur place définitive. Cette technique a l’avantage d’allonger la période favorable à la croissance et permet l’installation du système racinaire en profondeur avant l’entrée en saison sèche. Les densités définitives de plantation varient entre cent et deux cent plants à l’hectare, en fonction du développement des arbres. Du fait de l’enracinement de l’anacardier sur les 60 cm de profondeur, il est bon de favoriser la croissance des racines absorbantes dans cet horizon superficiel du sol en creusant des trous de plantation suffisamment larges et profonds ou en pratiquant un sous-solage lorsqu’on dispose des moyens mécaniques nécessaires. En revanche on évite des labours profonds susceptibles de sectionner les racines superficielles. Le feu est le principal ennemi des anacardiers dans de nombreuses zones. On doit donc éviter l’accumulation de matières végétales à la surface du sol en début de saison sèche. Les plantes de couverture améliorantes ne sont utilisables que lorsque le risque de feu peut être maîtrisé. En période de récolte, les fruits ne doivent pas être cueillis mais ramassés sur le sol quand ils sont mûrs et se détachent de l’arbre spontanément. On sépare la noix du faux fruit qu’est la pomme cajou par torsion. Ils doivent ensuite être séchés dans des lieux aérés. Faisant abstraction totale du long cycle de la plante, la figure 2.2 montre l’organisation des activités culturales pour la production de l’anacarde au Bénin. L’installation des vergers ou des plantations d’anacardier s’opère généralement entre juin et août où la pluviométrie suffisante à cause des précipitations de la saison pluvieuse, fournit suffisamment d’eau aux plantules pour leurs développements. Les entretiens notamment les sarclages se font entre septembre et décembre pour protéger les plantes contre les feux de végétation, principal ennemi de l’arbre. Les récoltes de la noix et éventuellement de la pomme cajou s’étalent de janvier à mai.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 24 Figure 2.2 : Organisation des activités de production de la noix de cajou

(INSAE, D2009 p3)

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 25 2.4 Les produits de l’anacardier

 L’amande de cajou

Si l’on cultive l’anacardier c’est avant tout pour cette graine (amande de cajou).

Il s’agit d’un akène riche en protéines, vitamines, oligo-éléments et acides gras mono- instaurés qui aident à réduire le taux de cholestérol. Les amandes entières sont principalement consommées comme « amuse-gueule ». Les morceaux d’amandes sont majoritairement utilisés dans la confiserie et la pâtisserie. Elle est également utilisée dans la fabrication des huiles pour la consommation humaine et animale. Cette huile à grande valeur biologique est comparable à celle d’olive ou de soja.

 La pomme de cajou

Le faux fruit très juteux, très sucré et très riche en vitamine C. Généralement consommée dans les zones de production d’anacarde mais rarement commercialisée.

Grâce à sa composition chimique, riche en glucides, protéines et en acide ascorbique, elle permet l’enrichissement des aliments. Elle est également utilisée dans la fabrication des aliments de bétail.

 Le baume de cajou

C’est un liquide brun qui se trouve dans de petites capillarités à l’intérieur de la coque de la noix de cajou. Il est constitué de trois principales substances chimiques à savoir l’acide anacardique, le cardol et le cardanol. Ce liquide est essentiellement dense et visqueux. Il est revendu aux industries chimiques pour la fabrication d’une grande diversité de produits comme : pesticides, lubrifiants, résines, peintures anticorrosives, bioplastiques, vernis, isolant électrique et solvant, etc.

 La coque de la noix de cajou

La coque de la noix de cajou est un sous-produit de la transformation généralement utilisée comme combustible. Brûlée dans les conditions inappropriées, elle produit une épaisse fumée noire relativement nocive.

 L’écorce

Elle contient un tanin (4 à 9 %). Elle permet la fabrication du métal d’apport pour la soudure des métaux grâce à sa teneur en cardol et acide anacardique. Elle permet également le tannage.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 26

 Le bois

Le bois sec de l’anacardier peut servir à la fabrication des caisses d’emballage.

Enfin, l’arbre produit une ombre épaisse pour le repos. La teneur en potassium des cendres permet leur utilisation pour les amendements du sol. Toutes ces potentialités des produits de l’anacardier permettent, aux pays producteurs (pays du Sud) de fournir aux pays industrialisés des produits semi-finis à haute valeur commerciale pour contribuer à lutter contre la pauvreté

2.5 Système de production des noix de cajou au Bénin

La culture de l’anacardier date des années 1960 où elle servait pour la protection des sols, mais la filière anacarde n’existe vraiment que depuis l’an 2000 au Bénin (Lacroix.,2003). Elle représente une priorité des Pouvoirs Publics à travers le Ministère en charge de l’Agriculture.

2.5.1 Organisation de la filière au Bénin

La filière anacarde repose entièrement sur l’anacardier d’où se tire le précieux fruit : la noix de cajou. Elle est organisée autour de plusieurs acteurs dont principalement les producteurs sans qui la filière n’existerait pas. Les producteurs se sont organisés en fédération nationale (FENAPAB : Fédération Nationale des Producteurs de l'Anacarde du Bénin) à l’échelle du pays depuis janvier 2006 grâce à l’ADEx (Association de Développement des Exportateurs). La FENAPAB coordonne les activités de la filière (production/commercialisation) au plan national et a son siège à Parakou dans le département du Borgou. A l’échelle départementale, les producteurs se sont organisés en quatre (4) URPA que sont l’URPA Atacora/Donga, l’URPA Borgou/Alibori, l’URPA Zou/Colline et l’URPA Ouémé/Plateau. Au sein de ces quatre unions régionales on dénombre 43 Unions Communales des Producteurs d’Anacardes (UCPA) et 593 Coopératives de Producteurs d’Anacarde (CVPA). Elles sont soutenues par des encadrements et des efforts de recherches fournis par des institutions comme le MAEP (Ministère de l’Agriculture de l’Elevage et de la Pêche), la FSA (Faculté des Sciences Agronomiques), ACA (Alliance Africaine de Cajou), PAPA (Programme d’Appui aux Politiques

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 27 Agricoles), PRF (Programme de Recherches Forestières de l’Institut National des Recherches Agricoles du Bénin).

2.5.2 Transformation des noix de cajou au Bénin

La situation de la transformation des noix d’anacarde au Bénin est encore marginale étant donné que chaque année à peine 5 % de la production nationale sont transformés. Ainsi, 95 % de la production nationale d’anacarde sont exportés. Cette situation qu’on pourrait qualifier de manque d’intérêt pour la transformation ou d’insuffisance d’initiatives peut s’expliquer par la disponibilité immédiate d’un marché pour la noix, et aussi par le fait que ce volet ne bénéficie pas assez d’assistance technique et financière de la part de l’Etat, les programmes et projets, les autres structures d’interventions (partenaires bilatéraux, ONG nationales et internationales).

On distingue trois types de transformation de la noix de l’anacarde au Bénin :

 la transformation artisanale ou traditionnelle,

Cette forme de transformation occupe essentiellement les femmes dans certains centres urbains (Cotonou, Abomey-Calavi, Parakou) ainsi que dans des ateliers dans les départements du Zou colline, Borgou Donga. Les femmes se regroupent en association pour réaliser la transformation artisanale. Quant à la pomme, elle est souvent transformée par l’INRAB et des religieuses basées à TOFFO et à Parakou. Ces structures produisent du jus, de l’alcool, confiture, gelées, compotes et vinaigre.

 la transformation semi-industrielle,

Elle est pratiquée par deux groupes qui collaborent avec les femmes transformatrices à l’artisanal, agissant dans les départements producteurs de cajou, il existe deux (2) entreprises artisanales à l’exportation sous forme d’amandes torréfiées. Il s’agit de :

- AFETRACA, à Calavi avec des partenaires dans les environs et à Cotonou 12 - KAKE 5 à Savalou

 la transformation industrielle.

La transformation artisanale n’absorbe que de quantités presque négligeables de noix d’anacarde et n’occupe exclusivement que les femmes, exerçant dans des groupements dans les centres urbains du pays (Cotonou, Abomey-Calavi, Parakou) et qui produisent

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 28 pour la consommation locale. La transformation semi industrielle et industrielle repose sur une technique mécanique ou semi mécanique de traitement des noix d’anacarde.

Les principales unités industrielles qui existaient, sont la SEPT de Savè, la SONAFEL de Parakou. De nouvelles unités semi industrielles ont été installées dans le pays ces dernières années pour essayer de renverser la tendance (ONS & BROOK, 2006). De même, Entreprise-Works a installé en 2003, deux unités semi industrielles à Savalou et une unité à Glazoué. La quatrième est celle de Tchaourou (Afokantan).

2.6 Procédés de transformation des noix d’anacarde (Cas de l’Usine BPS Industrie Bénin Sarl d’Akassato)

Au Bénin, l’anacarde est produit essentiellement pour la commercialisation de la noix brute sur un marché formel. Cependant l’amande torréfiée connaît un regain d’intérêt, car de plus en plus consommée localement. Les unités de transformation sont essentiellement des ateliers de décorticage artisanal des zones de production. Au Bénin, dans l’industrie de transformation des noix BPS INDUSTRIE BENIN SARL et comme beaucoup d’autres pays en Afrique, la transformation des noix se possède comme suit :

 Le séchage des noix

Les noix sont séchées au soleil pendant plusieurs jours. Le séchage se fait traditionnellement. Ces noix d’anacarde sont déposées sur des tôles noires, sur des sacs et sur des claies en hauteur pendant plusieurs jours pour plus capter les rayons solaires.

Après des heures de séchage, ces noix sont remuées pour permettre une homogénéisation de toutes les noix d’anacarde.

Photo2.5 : les noix séchées

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 29

 Calibrage

Dans l’industrie de transformation des noix : BPS INDUSTRIE BENIN SARL, il est utilisé des calibreuses rotatives. Ces dernières sont constituées d’un moteur, de trois tambours de différents calibrages, du support et de différents orifices de récupération des noix. Une fois les noix d’anacardes sont introduites dans le roulage, on met le moteur en marche. La rotation du moteur est directement transmise aux tambours par le biais d’une chaine. La rotation du roulage (tambour) met en rotation les noix qui cherchent à s’évader par les trous du tambour. Les noix inférieures à la taille du trou de chaque roulage sortent et sont récupérées par chaque orifice de récupération.

En vue d’une classification selon les normes internationales les noix sont calibrées en fonction de leurs tailles. Au Bénin, environ une dizaine de qualité d’amande de cajou sont produites dont voici deux classifiées justes par le calibrage.

 W/240 : noix très grosses;

 W/320 : noix de taille moyenne ;

 W/450 : noix de petite taille.

Photo 2.6 : la calibreuse rotative

 Fragilisation des noix

Les noix de cajou sont introduites dans un cuiseur constitué d’un bac à eau composé d’un thermomètre, d’un manomètre posé sur un foyer, d’une canalisation reliant le premier bac au second bac comportant les noix d’anacarde. Les transformateurs mettent de l’eau dans le bac à eau laissée à une température de 150°C.

Ensuite, ils ouvrent le robinet de la canalisation qui envoie sous une pression de 10

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 30 bars sur les noix d’anacarde dans le second bac pendant 20mn. A la fin de ces 20mn, les noix fragilisées sont récupérées par l’orifice de sortie prévu en haut du bac puis refroidie à l’air libre pendant 24 heures.

De façon artisanale, les transformateurs procèdent à la torréfaction. Cela consiste à fragiliser les noix d’anacarde par chaleur. Ils disposent d’un foyer et d’une tôle laissée sur le foyer. Celle-ci est laissée s’échauffer jusqu’à une température de 150°C. Ensuite, ils versent les noix d’anacarde sur la tôle et laissent pendant 20mn avec une surveillance aigue car les coques sont inflammables.

 Décorticage

Le décorticage se fait de deux façons :

 Traditionnellement :

Le décorticage se fait après la fragilisation. Les producteurs doivent procéder au décorticage des noix pour obtenir les amandes. Cette activité est à la fois risquée et pénible car les femmes rapportent que les cas d’accident se comptent au bout des doigts surtout pour les moins initiés ou débutants. La noix de cajou présente une symétrie bilatérale. C’est en fait cette ligne que les transformateurs tapent pour la fente de la noix à l’aide d’un caillou ou d’un objet dur. Cette fente est aisée lorsque cette symétrie est repérée. Dans ces conditions les amandes sont récupérées sans brisure.

 Décorticage manuel :

L’opérateur agit sur le levier après avoir placé la noix entre les deux lames avec sa main. Le levier pousse la lame inférieure contre la noix. L’effort transmit à la lame permet de fixer, de serrer et de décortiquer la noix. Une fois décortiquée, la course du

Photo 2.7 : le cuiseur

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 31 dispositif d’évacuation s’arrête en agissant sur le support de la lame inférieure qui déplace le porte-lame supérieure vers le bas et laisse la noix échappée à travers le trou de réception. Le ressort de rappel ramène la lame inférieure à sa position initiale et l’opération continue. Après décorticage, les opératrices séparent manuellement les amandes des coques.

 Etuvage (Séchage au four)

L’étuvage des amandes se fait à travers la mise des amandes dans l’étuve. Ceci permet de sécher par ventilation et chaleur les amandes posées sur les plateaux pendant 6 heures sous une température de 70 à 80°C.

Photo 2.8 : La décortiqueuse manuelle

Photo 2.9: le four de séchage

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 32

 Humidification et dépelliculage

Les amandes sont ensuite mises en contact avec la vapeur d’eau pendant environ 10mn pour le décollage de la pellicule. Cette opération est nommée dans l’unité le Choc thermal. L’objectif de cette opération est de facilité le dépelliculage et de réduire au maximum le nombre de brisure des amandes.

Les pellicules sont maintenant ôtées à l’aide d’une dépelliculeuse à tambour automatique. La dépelliculeuse décrite est une dépelliculeuse rotative. Elle est constituée d’un moteur, d’un tambour fait avec des arbres à dents de scie et d’un orifice de réception. Les transformateurs introduisent les amandes dans le tambour et mettent le moteur en marche qui transmet sa rotation au tambour par la courroie. La rotation du tambour crée un choc chaotique entre les amandes elles-mêmes et amande- tambour qui dépelliculent les amandes. Les pellicules sortent du tambour par le vide entre les arbres crantés. A la fin, le moteur est éteint et on récupère le produit final. Les amandes non dépelliculées passent par le dépelliculage manuel. Ceci se fait par un couteau ou un objet tranchant.

 Classification

Les amandes sont classées par taille et par couleur conformément au système de classification internationale. Les amandes de cajou sont, à ce stade nettoyées à l’aspirateur, pesées par lots de 25lbs ou 50lbs et conditionnées par une machine d’emballage sous vide qui extrait l’air et souffle du dioxyde de carbone dans l’emballage pour protéger les amandes et augmenter la durée de péremption. Le produit emballé est placé dans un carton étiqueté, scellé au ruban et stocké pour expédition. La figure suivante nous montre la norme internationale de classification des amandes de cajou.

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 33 Photo 2.10 : Les amandes triées et classées selon les

normes

Figure 2.3 : classification des amandes sur le marché international (Guide RONGEAD : ‘‘Connaitre et Comprendre le

MARCHE INTERNATIONAL DE L’ANARCADE’’, p14)

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 34 2.6.1 Schéma technologique de la transformation des noix de cajou

Avec la machine proposée, le procédé de transformation se terminera par les cases en bleu

Noix de cajou

Triage /Nettoyage Séchage

Décorticage Fragilisation

Classification Etuvage

Coque Amande de

cajou

Dépelliculage/Manuel

Amande blanche/

salée

Figure2.4: Schéma technologique de transformation des noix Calibrage

Vannage Classification Dépelliculage/

Motorisé

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 35 Chapitre

3

CAHIER DE CHARGE

LODJI A. Essentiel Machinisme Agricole 5^ème Promotion 36 3.1 Problématique

Le secteur agricole de notre pays le Bénin bénéficie d’une grande diversité de produits agroalimentaires qui participent au renforcement de ses statuts économiques et d’autosuffisances alimentaires.

En effet, lors de la transformation des noix de cajou en amande blanche, il est nécessaire de concasser les noix, de dépelliculer les amandes et de séparer les téguments des amandes. Les concasseurs de noix existent déjà, mais la principale insuffisance réside dans l’absence d’une dépelliculeuse des amandes de cajou. Cette opération se fait essentiellement à la main. Cette difficulté décourage beaucoup de producteurs qui ne prennent plus en compte la transformation des noix et la valeur monétaire des amandes. Ainsi, la mise au point d’un équipement de dépelliculage des amandes serait un atout majeur à l’industrialisation et la mise en valeur des amandes.

Pour atteindre notre objectif, nous nous baserons, avant tout, sur la connaissance des propriétés physiques et mécaniques du produit à traiter et celles des matériaux de fabrication. Aussi devons-nous tenir compte de l’interaction entre ces matériaux, du produit à traiter et des consommateurs. La prise en compte des difficultés rencontrées par les utilisateurs est aussi primordiale dans cette démarche.

3.2 Objectif

L’objectif de ce travail est de faire une étude qui aboutira à la :

 mise au point d’un système mécanique de dépelliculage et vannage;

 réduction d’intervention humaine;

 rapidité du travail autrement dit à la réduction de la pénibilité du travail;

 facilitation de la transformation du produit;

 augmentation de la rentabilité;

 épanouissement des producteurs et transformateurs.