ETUDE ET CONCEPTION D’UNE EMBALLEUSE MANUELLE DE CUBE DE NERE

(1)

Année Académique 2013 – 2014

REPUBLIQUE DU BENIN

************

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

**********

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI(UAC)

***************

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI (EPAC)

*****************

DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE Option : MACHINISME AGRICOLE

**********************

THEME

3^ème PROMOTION

Rapport de fin de formation pour l’obtention du diplôme de Licence Professionnelle

ETUDE ET CONCEPTION D’UNE EMBALLEUSE MANUELLE DE CUBE DE NERE

Présenté et soutenu par : ALLOGNISSOU M. Lydie

Sous la supervision de : Dr Ir. Roger H.AHOUANSOU

(2)

RAPPORT DE FIN DE FORMATION LICENCE PROFESSIONNELLE

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page ii

DEDICACES

 À mon père Monsieur Léon C. ALOGNISSOU, pour sa rigueur, sa vocation et pour son ardeur au travail qui m’ont permis d’affronter avec courage certaines difficultés de la vie;

 A ma mère Colette SIVOUAKOU, toi qui as fourni tous les efforts pour me soutenir, m’encourager à aller de l’avant sur le chemin d’un avenir radieux;

 À mes oncles et tantes, qui de près ou de loin me soutiennent, m’encouragent pour la réussite de ma vie professionnelle;

 À mes frères et sœurs Laurencia, Laurenda, Louise, Carlos, Hermas, vous qui m’aviez soutenu dans toutes les situations jusqu'à la fin de ma formation;

 À Monsieur Jean AGBAYAHOU, pour son soutien indéfectible;

Je dédie ce travail.

(3)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page iii

REMERCIEMENTS

Avant de présenter les résultats de notre travail, il est important pour nous d’afficher notre grande reconnaissance à ceux qui nous ont aidés à son aboutissement. Sur ce, nous tenons sincèrement à remercier :

 Dr Ir. Roger H. AHOUANSOU, mon maître de mémoire à qui j’exprime toute ma reconnaissance pour avoir accepté de me conduire dans la réalisation de ce projet, lui qui malgré son emploi du temps chargé, est resté disponible et patient

 Dr Ir. Paul HOUSSOU, Directeur du PTAA qui a accepté de nous accueillir dans son unité et à tout le personnel du PTAA ;

 Dr. Gédéon CHAFFA, Chef du département Génie Mécanique et Energétique qui s’est battu pour nous garantir une bonne formation ;

 Tous les enseignants du département de Génie Mécanique et Énergétique, pour tout le travail considérable abattu dans le cadre de notre formation et pour l’ambiance très détendue qu’ils ont toujours su entretenir ;

 Tout le corps enseignant de l’EPAC, pour leur contribution à notre formation ;

 Tous les techniciens de l’URFMAN. Nous les remercions très sincèrement pour le savoir-faire qui nous a été transmis avec cordialité ;

 Tous mes amis. Merci pour vos aides et vos disponibilités.

 Les membres du jury, pour avoir bien voulu juger ce travail.

Aussi, nous tenons à ce que tous nos parents et amis trouvent ici le témoignage de notre sincère reconnaissance et de notre profonde gratitude pour leur amour et leur soutien indéfectible.

(4)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page iv

RESUME

Le développement des communautés rurales au Bénin est basé essentiellement sur la production agricole qui jusqu’à présent peine dans sa mécanisation. Il est donc urgent de trouver une alternative de création de revenus supplémentaires afin de maximiser le rendement économique de la production.

Une analyse sur le terrain montre que l’afitin n’est pas conservable au-delà de 48h due à son fort taux d’humidité et constitue une perte au productrice en cas de mévente. La valorisation du l’afitin vient donc à point nommé pour renforcer l’économie rurale. Le présent document met en exergue la possibilité de mieux valoriser l’afitin notamment à travers la production des cubes d’afitin ayant pour opération principale ; indispensable l’emballage de ses cubes. Nous vous proposons une emballeuse manuelle de cube d’afitin pouvant servir aux productrices.

Mots clés : Emballage ; valorisation du afitin ; afitin

(5)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page v

ABSTRACT

The development of the farming communities in Benin is essentially based on agricultural production which until now pain in its mechanization. It is therefore urgent to find an alternative of creation of supplementary incomes in order to maximize the economic output of the production. A field study shows that the afitin cannot be preserved beyond 48h due to its high water content and become a food loss to the producer in case of slump. The valorization of the afitin comes therefore at the right time to strengthen the farming economy. The present work aims to point up the possibility to valorize the afitin through the production of the cubes of afitin. We propose a manual packer of cube of afitin in order to help the producers in their production.

Key words: Packer; valorization of the afitin; afitin

(6)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page vi

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Diagramme technologique de fabrication du afitin (méthode fon)𝟕 .. 12

Figure 2: Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC ... 18

Figure 3 : Plan de Situation géographique de l’URFMAN ... 23

Figure 4. Emballeuse manuelle de cube d’afitin ... 34

Figure 5. Boîte de pliage ... 35

Figure 6. Le moule secondaire ... 35

Figure 7. Le moule primaire ... 36

Figure 8. Le piston... 36

Figure 9. La glissière transversale ... 37

Figure 10. La glissière latérale ... 37

Figure 11. La goulotte ... 37

Figure 12. Schéma cinématique du principe de fonctionnement ... 38

Figure 13. Boite de pliage ... 40

Figure 14. Le moule secondaire ... 42

Figure 15. Le moule primaire ... 42

Figure 16 : Engrenage à axe parallèle ... 43

Figure 17. Sollicitation de l’arbre ... 47

Figure 18. Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissant ... 50

Figure 19 . Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissants ... 51

(7)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page vii

LISTE DES PHOTOS

Photo 1. Grappe de gousses fruits de néré ... 5

Photo 2. Nettoyeur-trieuse ... 13

Photo 3. Cuiseur de graines ... 14

Photo 4. Moulin à graines de céréale ... 14

Photo 5. Nettoyeur de cotylédon ... 15

Photo 6. Décortiqueuse ... 15

Photo 7 : Presse cube d’afitn ... 16

Photo 8. le chariotage ... 24

Photo 9. Réalisation de grilles ... 24

Photo 10. Accouplement rigide ... 25

Photo 11. Bride ... 25

Photo 12. Egreneuse de maïs... 25

Photo 13. Rouleur calibreur et... 25

Photo 14. Egreneuse de maïs... 26

Photo 15. Décorticage de néré ... 27

Photo 16. Triage de néré ... 27

Photo 17. L’afitin ... 27

Photo 18. Cubes d’afitin ... 29

Photo 19. Dispositif de mesure du coefficient de frottement ... 31

Photo 20. Prise de la masse d’un cube de néré ... 31

(8)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page viii

LISTE DES SIGLES

CPU : Collège Polytechnique Universitaire EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi

CRA-A : Centre de Recherche Agricoles-Agonkanmey

INRAB : Institut National des Recherche Agricoles du Bénin

URFMAN : Unité de Recherche et de Formation en Mécanisation Agricole de Niaouli

PTAA : Programme de Technologie Alimentaires et Agricoles FCFA : Francs de la Communauté Financière de l’Afrique DAO : Dessin Assisté par Ordinateur

CAO : Conception Assisté par Ordinateur

(9)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page ix

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Valeur de l’angle et du coefficient de frottement ... 32

Tableau 2 : Valeur de l’angle et du coefficient de frottement ... 32

Tableau 3 : Dimensions des cubes ... 33

Tableau 4 : Caractéristique de la roue1(Le pignon) ... 44

Tableau 5 : Récapitulatif des Caractéristiques des roue 2 et 3... 45

Tableau 6 : Récapitulatif des Caractéristiues de la roue 4 et 5 ... 46

Tableau 7 : Dévie estimatif de la machine ... 53

(10)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page x

TABLE DES MATIERES

DEDICACES ... ii

REMERCIEMENTS ... iii

RESUME ... iv

ABSTRACT... v

LISTE DES FIGURES ... vi

LISTE DES PHOTOS ... vii

LISTE DES SIGLES ... viii

LISTE DES TABLEAUX ... ix

TABLE DES MATIERES ... x

INTRODUCTION ... 1

PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LE NERE ... 3

1.1. Composition de la gousse de néré ... 5

1.2. Les vertus du néré ... 6

1.2.1. Vertus thérapeutiques ... 6

1.2.2. Le néré dans l’alimentation ... 7

1.3. Technologie traditionnelle de préparation du « afitin » chez les ‘‘fon’’ .... 8

1.3.1. Spécificité du ‛‛afitin” yoruba ... 8

1.4. Contraintes liées à la production artisanale du ‛‛afitin” ... 9

1.5. Technologie améliorée de production d’afitin ... 10

1.6. Equipements de production et de transformation du néré ... 13

DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DU CADRE DE TRAVAIL ... 17

(11)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page xi

2.1. Présentation de l’établissement d’origine ... 18

2.1.1. Historique ... 18

2.1.2. Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC ... 18

2.1.3. Vocation de l’EPAC ... 19

2.2. Présentation de l’URFMAN (structure d’accueil) ... 19

2.2.1. Mission de l’URFMAN ... 20

2.2.2. Références techniques ... 21

2.2.3. Localisation géographique ... 23

2.3. Les travaux effectués au cours du stage ... 23

TROISIEME PARTIE : ETUDE ET CONCEPTION DE L’EMBALLEUSE MANUELLE DE CUBE D’AFITN ... 28

3.1. Caractérisation des cubes d’afitin ... 29

3.1.1. Matériels et méthodes ... 29

3.1.1.1. Matériels ... 29

3.1.1.1.1. Matériel végétal ... 29

3.1.1.2. Equipements de laboratoire ... 29

3.1.2. Méthodes ... 30

3.1.2.1. Evaluation du coefficient de frottement ... 30

3.1.2.2. Mesure de la masse ... 31

3.1.2.3. Détermination des dimensions ... 31

3.2. Résultats et discussions ... 32

3.2.1. Coefficient de frottement des cubes ... 32

(12)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page xii

3.2.2. Dimensions des cubes ... 33

3.2.3. Mesure de l’effort de brisure du cube de néré ... 33

3.2.4. Conception de l’emballeuse manuelle de cube d’afitin ... 34

3.2.5. Principe de fonctionnement de la machine ... 38

3.2.6. Fonctionnement de l’emballeuse ... 39

3.2.7. Dimensionnement ... 39

3.2.7.1. La boite de pliage ... 39

3.2.7.2. Dimensionnement de l’engrenage ... 43

3.7.2.3. Dimensionnement des arbres de transmission ... 47

3.7.2.4. Estimation du cout de la machine ... 53

3.7.3. Maintenance et entretien de la machine ... 54

Conclusion ... 55

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 57

REFERENCES WEBOGRAPHIQUES ... 58

(13)

Présenté par : Lydie M. ALLOGNISSOU Page 1

INTRODUCTION

L’agriculture constitue la principale activité économique et occupe une grande partie de la population active. Elle joue un rôle important dans l’amorçage du développent de l’économie béninoise. Ainsi pour faire de l’agriculture un vecteur de richesse et de développement, il est donc impérieux de penser au développement des technologies qui permettront la valorisation des produits qui en sont issus; surtout ceux très saisonnière à l’instar du néré.

En effet, le néré est une plante répandue en Afrique de l’Ouest qui s’adapte aux sols pauvres tels que des sols ferrugineux ; il est cultivé dans les zones climatiques de type soudanien à faible pluviométrie. On le retrouve de manière clairsemée dans les champs et terrains en jachère souvent associée au karité. Le néré participe efficacement à la fourniture des apports alimentaires en certaines vitamines. Cet arbre est principalement conservé pour ses fruits, dont les graines, riches en éléments nutritifs occupent une place importante dans l’alimentation et la vie économique des populations locales. Toutes les parties de l’arbre, des feuilles aux racines, sont employées dans la pharmacopée. La consommation annuelle de graines de néré au Sénégal, au Mali, en Guinée, au Nigéria et au Bénin est évaluée à plusieurs centaines de tonnes [1].

La partie la plus recherchée du néré est la graine qui, une foi débarrassée de la poudre jaune et de son enveloppe est transformée en un condiment appelé

« afitin » au Sud Bénin et « Sonru » au nord du pays. L’afitin, aujourd’hui retrouve une importance renouvelée depuis la crise de la vache folle en Europe marquée par un recul de l’utilisation des cubes Maggi ou jumbo qui rivalisaient avec l’afitin dans la préparation des sauces ; ce condiment présente un avantage considérable sur le plan nutritif [2]. La production de l’afitin, condiment très apprécié des Fon du Sud Bénin dépend en grande partie de la commercialisation

(14)

des fruits de néré issus des parcs du Nord de ce pays. Il est commercialisé non seulement sur les marchés locaux, mais aussi dans les grands centres urbains et même à l'étranger. Ce condiment est vendu sur nos marchés sous forme de boule enroulée dans des feuilles de teck et nouées d'un cordon végétal ; la conservation constitue un grand problème. L’afitin, l’iru, le sonru traditionnels sont des produits humides et riches en éléments nutritifs et très périssable, ce qui rend difficile leur conservation.

Dans le souci de renforcer la qualité, l’utilisation pratique de ce condiment et de le rendre plus conservable et concurrentiel, ce denier est transformé en poudre et mise sous forme parallélépipédique; nous avons ainsi le cube du afitin ; non commercialisé. Pour répondre aux exigences du produit fini, un emballage est donc nécessaire, car il joue un rôle fondamental dans la conservation d’un produit périssable. Ceci garantie donc la qualité et la régulation dans l’approvisionnement des marchés. L’absence d’équipements appropriés pour l’emballage du cube d’afitin presque inexistante sur le terrain béninois freine la production du cube. C’est dans le but de pallier ces problèmes que notre étude intitulée « Etude et conception d’une emballeuse manuel de cube d’afitin » aboutira à :

 La conception d’une emballeuse ;

 L’étude et le dimensionnement de l’emballeuse ; Le développement du thème est subdivisé en trois parties :

 La première partie de ce document est consacrée aux généralités sur le néré ;

 La deuxième partie est consacrée à la présentation des structures (établissement d’origine et structure d’accueil) puis enfin aux travaux effectués ;

 La troisième partie présente l’étude de la mise au point de l’emballeuse.

(15)

PREMIERE PARTIE :

GENERALITES SUR LE NERE

(16)

GENERALITES SUR LE NERE

Le néré, de son nom scientifique Parkia biglobosa et « Ahouati » en fon, est un arbre de la famille des légumineuses dont les fruits sont transformés et consommés en Afrique de l’Ouest. Il pousse naturellement dans les champs, dans la brousse et devient un très gros arbre qui peut vivre plusieurs dizaines d’année [3]. C’est une espèce d’arbre de la famille des Mimosaceae, originaire des zones sahéliennes et soudaniennes. Le néré est également connu sous les appellations suivantes en langue française: mimosa pourpre, arbre à farine, arbre à fauve, caroubier africain (en raison de la ressemblance de sa gausse avec celle du

caroubier) [4] et en anglais il porte le nom de African locust bean.

On le retrouve principalement au Bénin dans les départements du Zou, des Collines, du Borgou, de l’Alibori, de la Donga et de l’Atacora.

Le néré est une plante pérenne, un arbre qui entre en production à l'âge de 8 à 10 ans; ses fruits sont de longues gousses d’environ vingt centimètres, suspendues en grappes et contenant de nombreuses graines noires enrobées de pulpe jaune très sucrée et acidulée, la pulpe est très appréciée des enfants mais aussi des adultes, qui la consomment selon leur convenance. À l’âge adulte il atteint 15 à 25 mètres de haut entre 30 et 50 ans (Chevalier, 1910), et son rendement avoisine les 30 à 100 kilos. Sa cime est étalée en forme de parasol et ses inflorescences ressemblent à de remarquables touffes rouges. Il dispose d’une racine pivot pouvant aller chercher l’eau jusqu’à 60 mètres de profondeur.

Depuis quelques années on assiste au vieillissement ou disparition du néré au Benin, au Burkina Faso, et en Côte-d’Ivoire sous le poids de l’âge, ou sous l’effet de fortes exploitations. Ceci a pour conséquence la chute des quantités de graines disponibles sur le marché béninois et l’augmentation des prix. Cette situation a amené les autorités béninoises à inscrire cet arbre sur la liste des

(17)

espèces à protéger. Tout abattage sans l’autorisation des services compétents est interdit. Aussi, des actions de création de vergers de néré doivent être entreprises [1].

1.1. Composition de la gousse de néré

Le fruit de néré se présente sous forme de gousses. Elles ont une longueur comprise entre 12 à 20cm. Ces dernières sont agencées par grappes qui pendent à l’extrémité d’un long pédoncule. À l’intérieur de chaque gousse, sont logées des graines ‘‘marron claire’’, entourées d’une pulpe jaune. Ces graines parviennent à maturité au mois d’Avril ou Mai. Les différentes composantes massiques de la gousse se répartissent de la façon suivante [6]

 43% sont constitués par l'exocarpe encore appelé gousse ou cosse ;

 39% sont formés de la pulpe ;

 18% reviennent aux graines ;

Seules les graines et la pulpe sont consommables. La partie comestible des graines se situe à l'intérieur d'une enveloppe bien plus coriace que celles rencontrées d’ordinaire chez les légumineuses.

Photo 1. Grappe de gousses fruits de néré

(18)

1.2. Les vertus du néré

Le néré, arbre nourricier est une richesse pour l’Afrique de l’Ouest. Elle possède plusieurs vertus. On entend dire en zone de la savane « Tout, de la racine à la cime, contribue à la survie de l’homme » [6].

1.2.1. Vertus thérapeutiques

L’emploie du rameau de la plante est efficace contre les morsures de serpent, les fleurs soignent la lèpre, la pulpe du fruit lutte contre la fièvre jaune, la constipation l’ictère. Les feuilles associées à l’écorce sont efficaces dans le traitement de la carie dentaire. Il a des propriétés d’antihypertenseur, sa richesse en iode permet de prévenir le goitre [4]. Les écorces et les racines, associées à d’autres végétaux, sont également employées pour la stérilité, les bronchites, les trachéites, les pneumonies, les maladies vénériennes [5]. La pulpe jaune a des propriétés laxatives, avec une légère adjonction de sel elle réhydrate les enfants.

Outre ces usages en médecine traditionnelle, diverses vertus lui aurait été « reconnues » par les scientifiques : la graine comporte des substances qui participeraient à la régulation de la tension (Au Bénin c’est justement cette potentialité qui a excité un bon nombre de gens à consommer plus d’afitin au cours de ces dix dernières années) ; une thèse en pharmacologie réalisée en Côte d’ivoire a prouvé l’existence d’un champignon vivant en symbiose sur le tronc de néré dont les vertus sont anti-hémorroïdaires.

Il existe traditionnellement, d’autres utilisations de l’arbre de néré : l’arbre fournit du fourrage, de l’ombre à la culture et au bétail, les cosses peuvent servir d’engrais, elles sont aussi utilisées comme poison pour la pêche ou encore comme crépi pour enduire les murs des cases.

(19)

1.2.2. Le néré dans l’alimentation

Le néré, Parkia biglobosa est l’un des arbres les plus importants pour l’alimentation humaine. Il procure aux populations de son aire de distribution et bien au-delà, des produits alimentaires de grandes valeurs nutritionnelles faisant l’objet de multiples transactions commerciales sur le marché africain.

La pulpe est généralement consommée dans les mois qui suivent la récolte.

Elle joue le rôle d’un substitut de céréales ou de tubercules. De façon générale, la pulpe est consommée par les producteurs eux-mêmes et son commerce est bien plus localisé que celui des graines.

La graine du néré est l’objet d’une consommation annuelle, quotidienne et son aire d’extension dépasse largement les régions productrices. Elles constituent une bonne source de protéines, de matières grasses et de calcium, mais contiennent une huile non-toxique de compositions variables; ce qui justifie d’ailleurs sa présence dans les mets. Le produit fini issu des graines le plus utilisé en alimentation est le condiment généralement appelé afitin par les fons au Benin obtenu après fermentation des graines. Il est utilisé pour agrémenter les sauces, pour rehausser le goût des sauces qui accompagnent les pâtes de céréales comme le maïs, le mil et le sorgho. Il a de fortes vertus organoleptiques, mais aussi nutritives. Dans certaines régions et durant certaines périodes, ce condiment est substitué à la viande du fait de sa forte teneur en protéines.

(20)

1.3. Technologie traditionnelle de préparation du « afitin » chez les

‘‘fon’’

La préparation de l’afitin est une activité purement féminine. La durée de préparation dépend des stratégies déployées par les femmes (spécialisation commerciale ou conservation d’un savoir-faire « traditionnel »); elle peut varier entre trois à cinq jours. Trois grandes phases sont à distinguer :

1. La première phase de cuisson des graines qui a pour objectif de ramollir les coques afin de procéder ultérieurement au décorticage des cotylédons. La cuisson dure de quatre heures à dix heures; c’est une phase qui nécessite une forte consommation de bois.

2. La deuxième phase d’élaboration du produit fermenté qui comprend un grand nombre d’opérations et nécessite une importante quantité d’eau: le décorticage, le premier rinçage, le tri, le deuxième rinçage, la deuxième cuisson, la fermentation.

3. La troisième phase de conditionnement des graines fermentées qui comprend l’opération de salage, puis de broyage partiel des graines (cette opération s’effectue soit sur une meule dormante, ou depuis peu à l’aide d’un hachoir manuel) et enfin la mise en boule de la pâte pour la vente. La durée de conservation de l’afitin est d’environ cinq jours [1] 𝑒𝑡 [2].

1.3.1. Spécificité du ‛‛afitin” yoruba

Le processus de production du ‛‛afitin” yoruba s’apparente à celui du ‛‛afitin”

fon. Néanmoins, on remarque quelques spécificités. En effet, le ‛‛afitin” yoruba est pratiquée en une seule fermentation en anaérobie avec ajout de divers ingrédients après la seconde cuisson. Ceci lui confère des propriétés Organoleptiques et physico-chimiques spécifiques. Il a une odeur piquante, un

(21)

goût légèrement amer et une couleur noirâtre. Il a une charge microbienne plus importante. [5]

1.4. Contraintes liées à la production artisanale du ‛‛afitin”

Au nombre des difficultés liées à la production du ‛‛afitin”, nous pouvons relever les cas suivants :

- Irrégularité dans la disponibilité des graines d’une année à une autre selon les résultats de fluctuation des arbres dans leur milieu naturel due au vieillissement des arbres de néré;

- L’écossage et le dépulpage sont des opérations très pénibles et contraignantes qui sont réalisés par les femmes par pilage ou battage;

- Le décorticage qui est le plus fastidieux et moins hygiénique de toutes les opérations, il est effectué dans des conditions favorisant l’introduction des impuretés et des micro-organismes indésirables;

- La technologie traditionnelle est consommatrice de temps, d’eau, d’effort physique et de bois;

- Le broyage d’afitin constitue aussi une opération fastidieuse et pénible;

- Le type de conditionnement du afitin au Bénin ne permet pas de conserver le produit sur une longue période;

- Difficultés périodiques d’approvisionnement en graines de néré, ce qui pose le problème de la qualité et de l’authenticité du produit.

(22)

1.5. Technologie améliorée de production d’afitin

Dans le but de palier quelque peu aux contraintes liées à la production artisanale de l’afitin, un certain nombre d’innovations ont été introduites dans le processus de transformation des graines. Nous pouvons citer:

- La mise au point d’une décortiqueuse, pour réduire la pénibilité du décorticage;

- L’introduction du hachoir manuel a permis de mécaniser le broyage;

- L’introduction du four à sciure qui a permis la valorisation de la sciure et la réduction de la consommation du bois de chauffe;

- Les essais de conditionnement du “afitin’’ en poudre pratiquée par certaines femmes du village de Saclo dans la région de Bohicon. Les graines sont grillées après fermentation broyées par un broyeur et tamisées. La poudre ainsi obtenu est vendue sous vide dans de petits sacs plastiques. Ceci augmente la durée de conservation et valorise mieux le produit.

- La mise au point d’un bac de fermentation en bois de forme parallélépipédique, ce qui permet de mieux contrôler la fermentation valorisant ainsi la standardisation du processus de fermentation et l’amélioration des règles d’hygiènes pendant la fabrication de “afitin’’

Dans le souci de renforcer la qualité et l’utilisation pratique du afitin, il a été mis au point une presse à cube de néré pour la fabrication des cubes de néré. Cette presse est constituée de trois parties principales:

- Un système de pressage et de démoulage constitué d’un couple matrice mâle et femelle. La table de pressage. Du vérin et d’une pédale de démoulage;

(23)

- Un système d’alimentation en poudre constitué d’une trémie;

- Un système d’évacuation des cubes, constitué d’une bande entrainée par deux rouleaux.

(24)

Diagramme technologique de fabrication du « afitin » fon

Figure 1 : Diagramme technologique de fabrication du afitin (méthode fon)[10]

Graine de néré

Lavage Première cuisson

Refroidissement Décorticage

Cotylédons + Graines non décortiquées + Tégument

Premier triage à l’eau

Cotylédons + graines non décortiquées Deuxième triage à l’eau

Cotylédons décortiqués Lavage

Deuxième cuisson Egouttage Refroidissement

Fermentation Salage Broyage AFITINfon

(25)

1.6. Equipements de production et de transformation du néré

Les équipements de transformation du néré sont les suivants :

 Nettoyeur-trieuse de graines de néré

Il a pour rôle de nettoyer et de trier les graines de néré afin de les débarrasser des impuretés. La nettoyeuse-trieur ci-dessous fonctionne de la manière suivante: une fois le moteur mis en marche, il transmet son mouvement de rotation à l’arbre de transmission du ventilateur et celui du tamis vibrant via une courroie. Le produit versé dans la trémie est automatiquement nettoyée.

Photo 2. Nettoyeur-trieuse

 Cuiseur de graines

Il a pour rôle de cuire les graines de néré à une température de 100°C. Il est muni d’un thermomètre, d’un foyer, d’un couvert et d’un robinet. Les graines sont versées dans le cuiseur préalablement muni d’eau. Le foyer activé cuit le produit à une température bien définie; thermomètre permet de contrôler la température.

Le produit est récupéré à la fin de l’opération

(26)

Photo 3. Cuiseur de graines

 Moulin à graines de céréale

La mouture des cotylédons séchés s’effectuent avec le moulin à céréales. Le moteur en marche met la meule mobile en mouvement grâce à la courroie venant du moteur et s’appliquant sur la poulie à l’extrémité droit. Les cotylédons une fois admis entre les meules sont broyés en fonction de l’écart admis entre les deux meules. Cet écart est contrôlé par l’action du volant situé à l’extrémité gauche du moulin.

Photo 4. Moulin à graines de céréale

 Nettoyeur de cotylédon

Il est muni d’un moteur, d’une trémie, d’un tambour à grille de différent diamètre et des bacs de réception. Le moteur en marche transmet le mouvement de rotation

(27)

au tambour via une courroie. Le produit versé dans la trémie est nettoyé sous effet de la rotation du tambour.

Photo 5. Nettoyeur de cotylédon

 Décortiqueuse

Le décorticage des graines s’effectue avec une décortiqueuse munie d’une trémie, d’un moteur et d’un orifice de sortie des produits. Le moteur en marche met la meule mobile en mouvement grâce à la courroie venant du moteur et s’appliquant sur la poulie à l’extrémité droit. Les graines de néré une fois admis entre les meules est décortiquée en fonction de l’écart admis entre les deux meules. Cet écart est contrôlé par l’action du volant situé à l’extrémité gauche du moulin, le produit est récupéré a la sortie.

Photo 6. Décortiqueuse

(28)

 Presse de cube d’afitin

La presse manuelle d’afitin est constituée d’une trémie, d’un bloc piston, d’une plaque de base, d’une matrice et d’un bac de réception des cubes. Apres avoir alimenté la trémie en poudre d’afitin, fermé la base des moules, positionné la plaque de base sous la matrice, positionné ensuite la matrice dans la trémie pour assurer le remplissage des moules, positionné enfin la matrice sous le bloc piston exécuter le pressage du produit en descendant le bloc piston à la fin de l’opération récupéré les cubes dans le bac de réception

Photo 7 : Presse cube d’afitn

(29)

DEUXIEME PARTIE:

PRESENTATION DU CADRE DE

TRAVAIL

(30)

2.1. Présentation de l’établissement d’origine 2.1.1. Historique

Fruit de la coopération Bénino-Canadienne, le Collège Polytechnique Universitaire (CPU), devenu École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC) depuis 2004, est l’une des entités pédagogiques de l’Université d’Abomey-Calavi (UAC). Située à Abomey-Calavi, dans le département de l’Atlantique, elle est dirigée par le Professeur Félicien AVLESSI.

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

Figure 2: Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC

(31)

2.1.3. Vocation de l’EPAC

La vocation de l’EPAC est de former des cadres supérieurs (techniciens) pour le Bénin, la sous-région voire l’Afrique. Elle est une haute école de référence, reconnue par le Conseil Africain et Malgache pour l’Enseignement Supérieur (CAMES). Elle forme des ingénieurs et des techniciens dans maints domaines de l’industrie. Dans la dynamique et la vision prospective qui les caractérisent, les autorités ont eu de bonnes raisons de créer la filière « Machinisme Agricole » depuis 2009. Cette initiative s’accorde bien aux besoins en ressources humaines qualifiées nées de la volonté de modernisation de notre agriculture qui passe entre autres par sa mécanisation.

2.2. Présentation de l’URFMAN (structure d’accueil)

L’INRAB est un établissement public à caractère scientifique et technique doté d’une personnalité judiciaire et légale. La déconcentration, la décentralisation et une meilleure approche des besoins du monde rural en technologies et en informations, guident l’INRAB dans son développement et dans ses activités de recherche.

Le Centre de Recherche Agricole d’Agonkanmey, centre à vocation nationale de l’INRAB, s’investit, à travers le Programme Technologie Agricole Alimentaire (PTAA) à mettre au point des technologies pour répondre aux contraintes liées à la faible mécanisation agricole et au faible développement des équipements de stockage, de transformation et de conservation des produits agricoles. Sis à l’intérieur du lycée technique de Porto-Novo, ce programme est créé avec les statuts de l’INRAB adoptés en 1992. Le PTAA dispose d’un laboratoire pour des analyses microbiologiques et physico-chimiques sur les céréales, oléagineux, fruits et légumes.

(32)

Sous tutelle du Programme Technologique Agricole Alimentaire (PTAA) du Centre de Recherches Agricoles d’Agonkanmey (CRA-A), l’Unité de Recherche et de Formation en Machinisme Agricole de Niaouli (URFMAN) est une entité de l’Institut National des Recherches Agricoles du Bénin (INRAB).

L’URFMAN, qui dépend du PTAA, est le bras opérationnel de l’INRAB en mécanisation agricole. Il est créé pour accompagner l’Etat béninois dans sa politique de modernisation de l’agriculture béninoise. L’URFMAN est au service des producteurs et transformateurs du Bénin et de la sous-région.

L’URFMAN est située dans l’enceinte du Centre de Recherche Agricole Sud (CRA-Sud) à Niaouli dans la commune d’Allada. Elle est organisée en quatre sections :

- Section de fabrication mécanique - Section de construction métallique - Salle de contrôle hydraulique

- Salle de cours (en logiciel TOPSOLID)

Notre stage s’est déroulé au sein de la structure du Programme Technologique Agricole Alimentaire (PTAA), précisément au siège de l’Unité de Recherche et de Formation en Machinisme Agricole de Niaouli (URFMAN).

2.2.1. Mission de l’URFMAN

Le PTAA a pour mission de réduire les pertes post-récoltes ; améliorer la qualité des produits agricoles, réduire la pénibilité du travail et valoriser les produits locaux. Il contribue à l’augmentation des revenus aux producteurs en :

- développant des technologies post-récoltes de transformation et de conservation ;

- développant les produits dans le domaine de la transformation ;

(33)

- mettant au point des équipements de production et de transformation agricole (Mécanisation).

L’URFMAN a pour mission essentielle de répondre aux besoins en équipements des transformateurs et producteurs ; générer des technologies à travers l’expérimentation en mécanisation pré et post-récolte ; et former les fabricants d’équipements, les mécaniciens et utilisateurs à la fabrication des équipements pré et post-récolte.

Sa mission se résume en ces mots : concevoir, expérimenter et conseiller.

2.2.2. Références techniques

Actuellement, l’URFMAN s’investit dans le développement et l’adaptation d’équipements post-récoltes, notamment :

- les équipements de transformation du manioc : trancheuse de manioc, râpeuse, presse à vis;

- les équipements de transformation du maïs : égreneuse à maïs ;

- les équipements de transformation de l’arachide : moulin à mouture humide d’arachide, malaxeur-extracteur d’huile d’arachide ;

- les équipements de transformation des fruits de palme : d’épulpeur, presse à huile palmiste, défibreuse, clarificateur, déshydrateur ;

- les équipements de transformation de la noix de karité : concasseur, torréfacteur, baratte, clarificateur ;

- les équipements de transformation du riz: batteuse et décortiqueuse, etc.

En tant que centre de formation, l’URFMAN applique une méthodologie d’apprentissage qui met l’accent d’une part, sur l’acquisition de connaissances théoriques et technologiques et d’autre part, sur les travaux pratiques avec des outils et matériels pédagogiques professionnels permettant d’aboutir à la maîtrise

(34)

des compétences nécessaires à l’exercice de la profession. Comme référence en matière de formation, nous pouvons énumérer :

- Formation du technicien de l’Institut de Technologie Alimentaire du Sénégal (ITAS) Monsieur NDIAYE Youssouf, qui a séjourné à l’URFMAN, dans le cadre d’un stage de formation;

- Dans le cadre de la collaboration entre l’URFMAN et l’EPAC, sept (07) étudiants de la filière Machinisme Agricole ont suivi leur stage de fin de formation. Ce stage est réalisé sur la base d’un programme validé par l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC) et l’URFMAN;

- Formation de quatre étudiants de l'Institut Universitaire et Technologique de Lokossa ont fait à l'URFMAN leur stage de fin de formation pour l'obtention du diplôme de Licence Professionnelle.

- Formation des transformatrices et fabricants au Département de Technologie Alimentaire (DTA) de Ouagadougou à l’utilisation et la maintenance du rouleur-calibreur.

Il faut souligner que les équipements utilisés à l’URFMAN lors des prestations sont à la hauteur des ambitions légitimes des apprenants quant à leur qualité et similitude avec ceux utilisés dans les entreprises. Quel que soit le type de formation, une attestation précisant la teneur du stage (thème, durée) sanctionne le cursus suivi.

(35)

2.2.3. Localisation géographique

Figure 3 : Plan de Situation géographique de l’URFMAN

2.3. Les travaux effectués au cours du stage

Au cours de notre stage, plusieurs travaux ont été effectués dans l’atelier mécanique et aussi lors de nos visites sur le terrain. Voici quelques-uns de ces travaux :

Sur le lieu du stage, nous avons eu à participer à la réalisation des égreneuses de maïs, des rouleurs calibreurs et des vanneuses. Voici une liste des travaux effectués dans la réalisation de ces équipements :

(36)

 Travaux d’ajustage

 Travaux d’affutage, de meulage

 Travaux de perçage (réalisation des grilles)

 Travaux de soudure

 Des opérations sur le tour comme : le dressage, le chariotage, le perçage, le filetage, le chan freinage et la réalisation de poulie à deux gorges

 Nous avons travaillé aussi dans l’atelier de formation sur TopSolid avec les Etudiants de la 2^ème Année (MA2) et de la 3^ème Année de UATM GASA Formation. Les travaux faits sur le tour sont la réalisation des poulies à deux gorges, le chariotage, le perçage etc. En voici quelques photos montrant les travaux effectués sur le lieu du stage :

Photo 8. le chariotage Photo 9. Réalisation de grilles

(37)

Exercice sur le logiciel TopSolid :

TopSolid est un logiciel de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) ou de Conception Assisté par Ordinateur (CAO) dont le but premier est de faire la conception des pièces mécaniques.

Photo 10. Accouplement rigide

Photo 11. Bride

Photo 12. Egreneuse de maïs Photo 13. Rouleur calibreur et

vanneuse

(38)

 Réalisation d’une égreneuse motorisée de maïs :

L’équipement est constitué d’une trémie, d’une grille, d’un tambour portant des marteaux, d’un ventilateur, d’un moteur, d’une poulie à deux gorges et bien d’autres éléments qui participent aussi à son bon fonctionnement.

En effet, le mécanisme a pour fonction de séparer les grains de maïs de l’épi et de brasser d’air sur ces grains via le ventilateur afin de les débarrasser des autres impuretés.

Photo 14. Egreneuse de maïs

- Pendant notre visite à Abomey précisément à Saclo, nous avons appris à réaliser l’afitin avec un groupement de femmes transformatrices rencontrées sur le terrain.

(39)

Photo 15. Décorticage de néré

Photo 16. Triage de néré

Photo 17. L’afitin

(40)

TROISIEME PARTIE :

ETUDE ET CONCEPTION DE

L’EMBALLEUSE MANUELLE DE CUBE

D’AFITN

(41)

3.1. Caractérisation des cubes d’afitin 3.1.1. Matériels et méthodes

3.1.1.1. Matériels

3.1.1.1.1. Matériel végétal

Nous avions prélevé des échantillons du cube de néré, ce qui tient lieu donc de matériel végétal pour les caractérisations à entreprendre. Nous avions prélevé exactement 5 échantillons du lot.

Photo 18. Cubes d’afitin 3.1.1.2. Equipements de laboratoire

Pour effectuer la caractérisation mécanique et physique du cube d’afitin, les équipements disponibles dans le laboratoire du PTAA suivant ont été utilisés:

- Un pied à coulisse de 1/50 pour mesurer les dimensions des cubes de néré;

- Un dispositif de mesure de coefficient de frottement au repos;

- Une balance en (g) pour noter la masse des cubes;

(42)

3.1.2. Méthodes

3.1.2.1. Evaluation du coefficient de frottement

La méthode du plan incliné a été utilisée pour calculer le coefficient de frottement et l’angle maximal au repos sur tôle noire et tôle inoxydable. L’appareil est constitué d’un cadre métallique mobile autour d’un axe passant par sa largeur inférieure. Un dispositif permet de lui imprimer progressivement un mouvement de rotation. Le cadre mobile peut porter différentes surfaces sur lesquelles le produit peut mouvoir. La graine étant posée sur la surface dans sa position horizontale, on relève le cadre à l’aide de son dispositif de relevage. La surface est relevée lentement jusqu’au moment où la graine qui y est posée bouge. L’angle maximal au repos θ est déterminé par la formule :

Le coefficient de frottement statique recherché est donc la tangente de l’angle maximal déterminé :

β=tan

^-1

(CO/CA)

(43)

Photo 19. Dispositif de mesure du coefficient de frottement 3.1.2.2. Mesure de la masse

Pour la mesure de la masse des échantillons de cube, les échantillons de cube sont posés sur la balance de précision. Les valeurs obtenues permettront d’analyser les performances de l’équipement.

Photo 20. Prise de la masse d’un cube de néré 3.1.2.3. Détermination des dimensions

Les dimensions des cubes sont caractérisées par leur longueur, largeur et hauteur.

Ils donnent une idée sur la forme et la grosseur. Dans le cas de notre équipement, la détermination de ces valeurs nous permettra d’estimer les dimensions du moule et celle de la table.

(44)

3.2. Résultats et discussions

3.2.1. Coefficient de frottement des cubes

L’angle de frottement au repos est l’angle à partir duquel, le cube peut se déplacer avec ou sans emballage de lui-même. Sa valeur est celle dont on doit au minimum incliner les surfaces planes si elles doivent être un canal de sortie pour les cubes après l’emballage. Dans le cas contraire, les cubes risquent de se stationner dans l’équipement. Le tableau ci-dessous présente les différents résultats.

Tableau 1 : Valeur de l’angle et du coefficient de frottement

Essai sans l’emballage

Type de plaques Angle de frottement au repos

Coefficient de frottement

Inox 42 0.9

Noire 39 0.81

Tableau 2 : Valeur de l’angle et du coefficient de frottement

Essaie avec emballage

Type Angle de frottement Coefficient de

frottement

Inox 24 0.44

Noire 19 0.34

(45)

3.2.2. Dimensions des cubes

Dans le tableau ci-dessous, sont consignées les dimensions des cubes, du papier d’emballage ainsi que celle de la masse prises.

Tableau 3 : Dimensions des cubes Dimension des

échantillons de cube

Moyenne (mm)

Dimensions des papiers (mm)

Masse (g)

Longueur 30 75

Largeur 23 65 10

Epaisseur 10 0.055

Les résultats obtenus orientent à choisir les dimensions du moule afin de permettre aux cubes de passer au travers sans aucune difficulté.

3.2.3. Mesure de l’effort de brisure du cube de néré

La mesure de l’effort de brisure des cubes est un indice très capital en ce qui concerne la conception de notre équipement. Cette opération a été réalisée par la méthode d’estimation de la résistance à la compression avec une presse et un dynamomètre. Ce dynamomètre permet de mesurer l’intensité de la force qui agit sur le cube jusqu’à ce qu’il se brise. Nous n’avions plus effectué ce test puisqu’il avait déjà été fait lors de la réalisation de la presse de néré.

Les résultats de cette expérience nous permettra de situer l’intervalle de la force d’emballage et des autres forces agissantes sur le cube afin d’éviter les risques de brisure du cube de néré.Se référant donc aux données recueillies sur la presse, on retient que la force éventuelle de brisure du cube est de 30.66N. Par conséquent, afin de minimiser les risques de brisure du cube, nous devons pouvoir

(46)

éviter d’en arriver à cette valeur lors du dimensionnement. Cependant la force nécessaire d’emballage et aux opérations ultérieures allant conduisant à l’emballage, est de 1N négligeable devant l’effort de brisure du cube. Il n’y a donc pas de risque que le cube soit brisé. Néanmoins nos calculs s’appuieront sur cette valeur pour un bon dimensionnement de la machine. La force nécessaire à l’emballage est la principale force dont la connaissance est nécessaire pour la conception de la machine. Elle nous permettra de connaitre l’effort à exercer pour finir l’opération sans briser le cube. Cette force doit être comprise entre 1N (force minimale nécessaire à l’emballage) et 30.66N (force de brisure). Par mesure de sécurité la valeur de la force d’emballage sera fixée à 10 Newton.

3.2.4. Conception de l’emballeuse manuelle de cube d’afitin

L’emballeuse proposé sera semblable à :

Figure 4. Emballeuse manuelle de cube d’afitin

Glissière transversale

La goulotte Piston

La boite de pliage Le levier

Les roues

Le moule primaire

Glissière latérale

(47)

Il sera donc constitué de :

 La boite de pliage

Elle est l’élément principale de la machine ; Ouvrage mécano-soudé à l’intérieur de laquelle se déroule l’opération de pliage, le produit est guidé suivant des angles de pliage bien défini. Elle est réalisé en inox et destiné à recevoir les cube

Figure 5. Boîte de pliage

 Le moule secondaire

Ouvrage mécano-soudé réalisés en inox, qui sert de support au produit après sa sortie de la boite de pliage afin de permettre les derniers rabattements et la fermeture du produit.

Figure 6. Le moule secondaire

(48)

 Le moule primaire

C’est l’élément primaire muni d’un espace prévue pour disposer les cubes et d’une rainure au milieu pour mettre les papiers d’emballage avant le passage du produit dans la boite de pliage il est réalisé en inox.

Figure 7. Le moule primaire

 Le piston

Il est muni de petite table au bout de sa tige qui permettra d’entrainer le produit et son emballage au travers de la boite de pliage et dans le moule secondaire, à la fin de l’opération il démoule le produit final.

Figure 8. Le piston

 La glissière transversale

La glissière est réalisée en ouvrage mécano-soudé muni d’un bras qui permet de rabattre les papiers d’emballage sur la longueur.

(49)

Figure 9. La glissière transversale

 La glissière latérale

Réalisée par soudage sous forme de la lettre E est entrainé par la crémaillère pour permettre de rabattre simultanément les papiers d’emballages sur la largeur

Figure 10. La glissière latérale

 La goulotte

Obtenue par pliage d’une tôle inox, elle permet de recueillir les cubes à la fin de l’emballage. Elle est placée en dessous de l’équipement et est placée de façon incliné

Figure 11. La goulotte

(50)

3.2.5. Principe de fonctionnement de la machine

Le fonctionnement de la machine est basé sur le principe illustré ci-dessous.

Figure 12. Schéma cinématique du principe de fonctionnement 1- Roue 2 5-Glissière latérale 9- Arbre

2- Palier 6-Crémaillère 3- Piston 7- Roue 3 4- Levier 8-Roue 4

A travers ce schéma, nous retenons que l’emballage des cubes est fait par l’application mécanique d’une force sur les cubes et des forces de rabattement des papiers d’emballages sur longueur et largeur les cubes sont introduits dans le moule avant les derniers rabattements.

1

2 3

4

5

6

7

8 9

(51)

3.2.6. Fonctionnement de l’emballeuse

Après avoir alimenté le moule primaire en cube d’afitin, et papier l’emballage des cubes se fait suivant plusieurs étapes :

 1ere étape : Exécuter une translation du piston vers le bas jusqu’à la hauteur supérieur du moule tout en passant le produit au travers de la boite de pliage.

 2eme étape : Tourner le levier pour entrainer la sortie simultanée des glissières latérales afin de rabattre les papiers sur la largeur sans oublié de les ramenant à leur position initial afin de permettre le passage de la glissière transversale.

 3eme étape : Faire translater la glissière transversale horizontalement dans un mouvement de vas et vient pour les derniers rabattements et la fermeture du produit

 4eme étape : Démouler le produit et le récupérer dans la goulotte.

3.2.7. Dimensionnement

Etude de la structure de la machine

Dimensionnement des organes de la machine 3.2.7.1. La boite de pliage

Compte tenu du schéma cinématique sur lequel repose notre travail, le bon dimensionnement du moule doit prendre en compte des critères à savoir: les dimensions du cube de néré, l’épaisseur du papier d’emballage et l’angle de rabattement de l’emballage.

Les papiers d’emballage ont une épaisseur variable entre 45 à 55µm ; nous choisissons donc la valeur supérieure maxi pour nos calculs: 𝒆 = 𝟓𝟓𝝁𝒎

(52)

l

H L

Figure 13. Boite de pliage L : longueur du moule

l : largeur du moule H : La hauteur du moule

 La longueur du moule aura donc pour formule : 𝑳 = 𝑳𝒐 + 𝟐𝒆

Avec e l’épaisseur du papier d’emballage L = 30 + 0,11 = 30,11

L = 30,11 mm

 La largeur aura pour formule : l = lo + 2e l = 23 + 0,11 = 23,11

l = 23,11 mm

(53)

 La hauteur du moule soit H la hauteur : H = Ho + h

Avec Ho, la hauteur du cube ; h, la hauteur des rabattements H=10+ 0,11= 11,11

H = 11,11mm

 L’angle de rabattement du moule α : tan 𝛽 = ^𝑎

𝑏

Avec 𝑎 = 10 𝑚𝑚 , 𝑏 = 17.25 𝑚𝑚 on a donc : tan 𝛽 = 0.58 𝛽 = tan⁻¹0.58

𝛽 = 30.12°

On retient donc ; pour dimensions de notre moule les valeurs suivante : 𝑳 = 30.11 ; 𝒍 = 23.11 ; 𝑯 = 11.11 ; 𝛽 = 30.12

Pour la barre supportant les moules on fixe la longueur a 345 mm et l’écart entre chaque moule est de 125 mm

Le moule secondaire aura les mêmes dimensions que la boite de pliage mais sans l’angle de rabattement on aura donc comme dimension du moule

𝑳 = 30.11 𝑚𝑚 ; 𝒍 = 23.11 𝑚𝑚 ; 𝑯 = 11.11𝑚𝑚

(54)

l

L H

Figure 14. Le moule secondaire Le moule secondaire

Il est prévu pour supporter les papiers d’emballages et le cube tout au début de l’opération. Le moule aura donc pour dimension, les mesures des cubes et celui du papier.

Figure 15. Le moule primaire

Lp longueur du papier d’emballage lp largeur du papier d’emballage Lc longueur des cubes

lc largeur des cubes

Les mesures sont donc : Lp =75 mm ; lp =65 mm ; Lc =30 mm ; lc=23 mm lc

Lc

Lp

lp

(55)

3.2.7.2. Dimensionnement de l’engrenage

Un engrenage est un mécanisme élémentaire composé de deux roues dentées mobile autour d’axes de position relative invariable, dans la suite de notre travail nous utiliseront les engrenages parallèles.

Figure 16 : Engrenage à axe parallèle Choix du module

Le module est un paramètre dimensionnel générateur relatif à la périodicité des dents. Il est déterminé par cacule mais dans notre etude nous choisirons un module normalisé dans la serie de renard. Choisissons m=2

(56)

Tableau 4 : Caractéristique de la roue1(Le pignon)

Désignation Symbole formule Valeur

Module M Déterminé par un calcul de

résistance des matériaux

2 Nombre de dents Z Nombre entier positif lié aux

conditions de fonctionnement et de fabrication

15

Pas P p = π m 6.28

Angle entre les arbres Σ fonction de l'architecture du système Σ 𝛅1+ 𝛅2

90°

Diamètre primitif D d = m. Z 30

Saillie de la dent Ha ha = m 2

Creux de la dent Hf hf = 1,25 m 2.5

Hauteur de la dent S h = 2,25 m 4.5

Épaisseur de la dent H s = p / 2 =π. m / 2 3,14

Intervalle de la dent E e = p / 2 =π. m / 2 3,14

Largeur de denture B b = k. m (k compris entre 6 et 10, souvent 10)

12

Diamètre tête Da da = d + 2m 44

Diamètre de pied Df df = d – 2.25m 35.5

Angle de pression A Généralement, a = 20° 20°

(57)

Tableau 5 : Récapitulatif des Caractéristiques des roue 2 et 3 Les roue 2 et3 ont les mêmes caractéristiques

25

Pas P p = π m 6.28

90°

Saillie de la dent ha ha = m 2

Creux de la dent hf hf = 1,25 m 2.5

Épaisseur de la dent H s = p / 2 =. m / 2 3,14

Intervalle de la dent E e = p / 2 =. m / 2 3,14

12

Diamètre tête da da = d + 2m 64

Diamètre de pied df df = d – 2.25m 55.5

(58)

Tableau 6 : Récapitulatif des Caractéristiues de la roue 4 et 5 Les roue 4 et 5 ont les mêmes caractéristiques

20

Pas P p = π m 6.28

90°

Saillie de la dent ha ha = m 2

Creux de la dent hf hf = 1,25 m 2.5

Épaisseur de la dent H s = p / 2 =. m / 2 3,14

Intervalle de la dent E e = p / 2 =. m / 2 3,14

12

Diamètre tête Da da = d + 2m 64

Diamètre de pied Df df = d – 2.25m 55.5

(59)

3.7.2.3. Dimensionnement des arbres de transmission Etude et détermination du diamètre des arbres

Sollicitations sur les arbres ; il faut noter que le système comporte en tout trois principaux arbre dont deux identiques. Ces deux arbres sont soumis à l’action des roues dentées 2 et 3 de l’engrenage et 4 et 5 de la crémaillère.

On a donc le schéma suivant :

Ft1/Fr1 Ft2/Fr2

RA RB

a 2a a Figure 17. Sollicitation de l’arbre Ft1: Force tangentielle de la roue dentée menée ;

Ft2 : Force tangentielle de la roue dentée de la crémaillère ; Fr1 : Force radiale de la roue dentée menée ;

Fr2 : Force radiale de la roue dentée de la crémaillère ;

La roue 1 étant la menante, on lui attribut également les forces tangentielles Ft1 et radiales Fr1. La force tangentielle Ft1 n’est rien d’autre que la force manuelle exrcée par l’opérateur pour mouvoir la chaine de transmission afin d’en arriver à l’embalage effectif des cubes. Cette force tangentielle, après étude a été estimée à : 𝐹𝑡₁=10N ; la force 𝐹𝑡₂ est la force de pliage des papiers d’emballage, elle a été estimée à 𝐹𝑡₂=1N lors de nos essai au laboration de PTAA Etant donné que