ETUDE ET AMELIORATION D'UNE DECORTIQUEUSE MOTORISEE DU SORGHO

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

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DEPARTEMENT DE GENIE MECHANIQUE ENERGETIQUE

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OPTION : MACHINISME AGRICOLE

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

THEME

Membres du jury:

1- SANYA S. Arthur O.

2- MILOHIN G. S. Gladys 3- AHOUANSOU Roger Réalisé par:

AMOUSSOU Assani

Supervisé par :

Dr. Ir. KOSSOU C. Toussaint

ETUDE ET AMELIORATION D4UNE DECORTIQUEUSE MOTORISEE DU SORGHO

Année Académique 2013 - 2014

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | TABLE DES MATIÈRES 1

TABLE DES MATIÈRES

TABLE DES MATIÈRES ... 1

DÉDICACES ... 4

REMERCIEMENTS ... 6

HOMMAGES ... 8

RÉSUMÉ ... 10

ABSTRACT ... 12

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS ... 14

LISTE DES TABLEAUX ... 14

LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX ... 15

LISTE DES PHOTOS ... 16

INTRODUCTION ... 17

PREMIÈRE PARTIE : ... 19

PRÉSENTATION DE L’EPAC ET DU LIEU DE STAGE ... 19

1. Présentation de l’EPAC, du lieu de stage et travaux effectués ... 20

1.2. Présentation de La Structure de Provenance (l’EPAC) ... 20

1.3. Présentation du lieu de stage et sa situation géographique ... 21

1.4. Problématique et objectif du sujet ... 25

DEUXIÈME PARTIE : ... 28

GÉNÉRALITÉS SUR LE SORGHO ... 28

(3)

Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | TABLE DES MATIÈRES 2

2. Généralités sur le sorgho ... 29

2.1. Botanique du sorgho ... 29

2.5. La production des grains de sorgho ... 31

2.6. La gamme de variations morphologiques de sorgho ... 32

2.7. Descriptions morphologique du sorgho ... 33

TROISIÈME PARTIE : ÉTUDE ET CONCEPTION DE LA DÉCORTIQUEUSE MOTORISÉE DE SORGHO ... 37

3. Étude et conception de la décortiqueuse motorisée de sorgho ... 38

3.1. Caractérisation physique et mécanique du sorgho ... 38

3.2. Résultats et discussion ... 45

3.3. Dimensionnement de la machine ... 49

3.3.3. Calcul de la puissance utile théorique ... 55

3.4. Dimensionnement de la machine ... 55

3.5. Calcul des paramètres de la chaîne ... 56

3.6. Dimensionnement de l’arbre II et III ... 68

4. Choix des roulements ... 83

5. Calcul de la durée de vie des roulements ... 85

6. Calcul de la clavette ... 86

7. Montage des roulements ... 88

8. Maintenance et entretien ... 89

9. Estimation du coût de la machine ... 89

CONCLUSION ... 92

(4)

Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | 3

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 93 RÉFÉRENCES WEBOGRAPHIQUES :... 94 ANNEXE ... 95

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DÉDICACES

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | DÉDICACES 5

Je dédie ce rapport à l’ÉTERNEL le DIEU TOUT PUISSANT qui m’a comblé de ses grâces et qui a béni mes efforts durant tout le cursus de ma formation.

A :

 Mon feu père Monsieur Moussèmilou AMOSSOU, ta rigueur et ton ardeur au travail m’ont permis d’affronter avec courage certaines difficultés de la vie, puisse DIEU t’accorder un repos en paix.

 Mes défuntes sœurs Djouwérath et ma jumelle Assanath, que Dieu puisse vous accorder une place à côté de lui dans le paradis.

 Ma mère Ramanath OWOHOTOLOU, pour l’amour, l’affection, la tendresse, les prières, le réconfort et le soutien qu’elle m’a sans cesse apportés. Puisse le Tout-Puissant combler ses attentes ;

 Mes frères Djelili, Moucharaf, Kamilou, et mes sœurs Charafath, Falilath pour l’harmonie et l’esprit de convivialité et de partage entretenus entre nous.

 Monsieur Adolphe DJIMAN et Monsieur Dominique pour tous leurs soutiens indéfectibles. Trouvez en ce modeste travail un début de récompense, Puisse Dieu le Père Céleste vous accorder santé, bonheur et longévité.

 Monsieur Brice HOUNKPOSSO, da MATTA SATANNA Fernando, Gera KINDO, qui ont toujours été pour moi des frères, puisse le tout puissant vous bénir.

 Mes amis, Moufouliou, Boris, Amoros, sans oublier tous mes camarades de classes, sans lesquels j’aurais manqué de facilité d’appréhension des épreuves quotidiennes rencontrées afin d’y faire face vaillamment et efficacement.

 Tous ceux qui ont de l’affection pour moi et qui ont cru en mes capacités intellectuelles, psychiques et morales.

La liste n’est pas exhaustive, ce faisant, je voudrais que tous se reconnaissent dans mon modeste ouvrage.

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REMERCIEMENTS

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | REMERCIEMENTS 7

Remercier est un acte de gratitude envers ceux qui accordent une grâce. Ainsi, je ne saurais commencer la rédaction de ce mémoire sans adresser mes sincères remerciements à tous ceux qui ont contribué diversement à l’aboutissement de ce travail.

Je tiens à remercier tous ceux qui m’ont aidé dans mes travaux, notamment :

 Les Responsables de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC) qui ont tout mis en œuvre pour assurer notre formation ;

 Le Dr. Toussaint KOSSOU, mon maître de mémoire à qui j’exprime toute ma reconnaissance pour m’avoir accepté dans la réalisation de ce projet, lui qui malgré son emploi du temps chargé, est resté disponible et patient.

 Dr. Alphonse QUENUM, mon maitre de stage qui a accepté de m’accueillir dans sa structure, un enseignant modèle.

 Dr. Gédéon CHAFFA, responsable du département Génie Mécanique et Énergétique qui s’est battu pour nous garantir une bonne formation.

 Nos professeurs Naïmoulaye CHITOU, Guy-Fortuné ANAGO, Émile SANYA, Vincent PRODJINONTO, Charles NOUNAGNON, Guy Omer HOUNTONDJI, Gontrand BAGAN et Germain HOUNDEKPONDJI pour leur contribution à notre formation.

 Tout le corps professoral de l’EPAC, et particulièrement les enseignants du Département de Génie Mécanique et Énergétique (GME), pour leur contribution à notre formation.

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HOMMAGES

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | HOMMAGES 9

 Au Mr le Président du Jury

C’est un grand honneur que vous nous faites en acceptant de présider ce jury malgré vos multiples occupations.

Veuillez accepter, Monsieur le président, l’expression de notre profonde gratitude.

 Aux honorables membres du jury

Nous sommes honorés par votre présence au sein de ce jury.

Soyez rassurés que vos remarques, conseils, critiques et suggestions seront pris en compte afin d’améliorer la qualité de ce travail.

Hommages respectueux.

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RÉSUMÉ

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Ce document présente l’étude et la conception d’une décortiqueuse motorisée de sorgho destinée à décortiquer le sorgho c’est-à-dire, enlever les sons de la graine de sorgho dans le but de réduire les peines et difficultés qu’ont les transformatrices avec la méthode traditionnelle. Le décorticage du sorgho se fait manuellement (pilonnage par les femmes, avec 3 à 4 pilages successifs par petits lots de 2 à 3 kg, dans des mortiers en bois). Cette méthode n’offre pas une facilité de travail aux transformatrices. Une analyse des différents problèmes liés à cette méthode ainsi que le problème lié à l’élimination du sable introduit dans les phases ultérieures de la transformation nous a permis la conception d’une décortiqueuse de sorgho. La machine comporte un module de décorticage avec une trémie, un canal de vannage, un ventilateur, un cyclone et un moteur électrique. L’arbre du module de décorticage est nervuré. La pression est créée par les nervures d’entrée de forme hélicoïdale, le cisaillement par une interaction entre les nervures droites du rotor et la lame-frein qui retient les grains. La description de la décortiqueuse ainsi que le dimensionnement de ses différents organes facilitent l’exécution graphique de ce dernier. Ces différents éléments sont nécessaires à sa mise en œuvre et à l’estimation de son coût de réalisation.

Mots clés : sorgho; trémie ; canal de vannage; ventilateur; cyclone; nervures; lame- frein.

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ABSTRACT

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS 13

This document presents the survey and the conception of a shelling motorized of sorghum destiny to shell the sorghum that wants to say, to remove sounds of the sorghum seed in the goal to reduce pains and difficulties that have the transforming with the traditional method. The shelling of the sorghum makes himself by hand (bombardment by women, with 3 to 4 successive pounding by small shares of 2 to 3 kg, in mortars in wood). This method doesn't offer an easiness of work the transforming. A different problem analysis bound to this method as well as the problem bound to the elimination of the sand introduces in the ulterior phases of the transformation permitted us the conception of a sorghum shelling. The machine includes a module of shelling with a hopper, a channel of winnowing, a fan, a cyclone and an electric motor. The tree of the shelling module is veined. The pressure is created by ribs of helical shape entry, the shearing by an interaction between the right ribs of the rotor and the blade - brake that keeps grains. The description of the shelling as well as the dimensioning of its different organs facilitate the graphic execution of this last. These different elements are necessary to its stake in working and to the evaluation of its cost of realization.

Key words: sorghum; hopper; channel of winnowing; fan; cyclone; ribs; blade - brake.

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS 14

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS

UAC Université d’Abomey Calavi

CPU Collège Polytechnique Universitaire EPAC École Polytechnique d’Abomey Calavi

CCMUF Centre de Conception en Mécanique Usinage et Forge INRAB Institut National des Recherches Agricoles du Benin PTAA Programme de Technologie Agricole et Alimentaire

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Unité et masse d’un grain de sorgho Tableau 2 : Dimension des grains du sorgho Tableau 3 : Volume masse

Tableau 4 : Valeurs des angles statiques et dynamiques au repos des grains Tableau 5 : Angle de frottement au repos et force de brisure

Tableau 6 : Tableau récapitulatif des paramètres cinématiques Tableau 7 : Tableau des diamètres des poulies

Tableau 8 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (1) Tableau 9 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (2) Tableau 10: Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (3) Tableau 11 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (4) Tableau 12 : Devis estimatif de la machine

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX 15

LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX

Figure 1 : Encrage de l’EPAC au sein de l’UAC Figure 2 : Situation géographique de CCMUF Figure 3 : Schéma du cône obtenu

Figure 4 : Schéma du triangle

Figure 5 : Schéma cinématique de la machine sans le cyclone Figure 6 : Dessin montrant la forme de l’arbre II de la machine

Figure 7 : Illustration des forces exerçantes sur la partie cannelée de l’arbre II

Figure 8 : Schéma de transmission par courroie

Figure 9 : Schéma des sollicitations sur la courroie

Figure 10 : Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissants de l’arbre II plan oxz

Figure 11 : Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissants de l’arbre II plan oxy

Figure 12: Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissants de l’arbre III plan oxz

Figure 13: Diagramme des efforts tranchants et moments fléchissants de l’arbre III plan oxy

Figure 14 : Dessin d’une clavette

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | LISTE DES PHOTOS 16

LISTE DES PHOTOS

Photo 1 : Panicule lâche Photo 2 : panicule dense

Photo 3 : Les variétés de sorgho rencontrées en Afrique de l’ouest Photo 4 : Champ de sorgho au Benin

Photo 5 : Opération de tournage Photo 6 : Réalisation d’une porte Photo 7 : Opération de fraisage

Photo 8 : Décortiqueuse motorisée de fonio de type Engelberg Photo 9 : Grains de sorgho de couleurs rouge et blanche

Photo 10 : Prise de la masse des grains Photo 11: Prise de dimension du grain Photo 12: Prise du volume spécifique

Photo 13: Volume eau + grains pour la détermination du volume réel de l’échantillon prélevé

Photo 14: Instrument pour évaluer l’angle maximale au repos Photo 15: Dispositif de détermination de l’angle statique au repos Photo 16: Dispositif de détermination de l’angle dynamique Photo 17: Dispositif de détermination de la charge de brisure Photo 18: Première vue de la machine

Photo 19: Deuxième vue de la machine Photo 20: Troisième vue de la machine

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | INTRODUCTION 17

INTRODUCTION

Le développement de notre pays le Bénin repose sur son agriculture. La mécanisation agricole est l’introduction des machines pour réduire la pénibilité et augmenter la productivité agricole.

Les principaux pays producteurs de sorgho sont le Nigeria, le Soudan, le Burkina Faso, l’Éthiopie, le Mali et l’Égypte. Le sorgho est une plante vigoureuse, principalement cultivée comme culture annuelle. L’intérêt grandissant qu’on lui porte en Afrique est dû à sa plus grande résistance à la sécheresse que la plupart des autres cultures (à l’exception du millet) : il a la capacité d’entrer en dormance pendant les périodes de sécheresse pour ensuite se réveiller à la saison des pluies.

C’est aussi une culture de subsistance à faible rendement (500 à 900 kg/ha). Cela s’explique par les pratiques de production inappropriées, les dommages occasionnés par les maladies et les insectes, l’action de l’herbe parasite et la sécheresse.

Le sorgho est bien adapté aux marchés locaux. Les résidus de la récolte du sorgho entrent dans l’alimentation du bétail. Le sorgho de fourrage est l’une des meilleures cultures pour l’ensilage, du fait de son rendement élevé et de ses tiges juteuses et sucrées. La mise au point d’une machine motorisée pour le décorticage du sorgho peut contribuer à réduire la peine des transformatrices et accroitre le rendement.

La première partie a été consacrée à la présentation des différentes structures (de provenance et d’accueil) à travers leurs historiques, leurs localisations et leurs missions. La connaissance de la matière première (grain de sorgho), à travers son origine botanique et écologique, sa production, sa gamme de variation morphologique ainsi que les procédés utilisés pour sa transformation, ont fait l’objet de la deuxième partie de ce mémoire.

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Enfin la troisième et dernière partie du document, s’est axée sur les points cruciaux de la conception de la décortiqueuse motorisée de sorgho.

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PREMIÈRE PARTIE :

PRÉSENTATION DE L’EPAC ET DU LIEU DE

STAGE

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | PRÉSENTATION DE L’EPAC ET DU LIEU DE STAGE

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1. Présentation de l’EPAC, du lieu de stage et travaux effectués 1.2. Présentation de La Structure de Provenance (l’EPAC)

1.2.1. 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.

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

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

UAC

ECOLES

EPAC

Secteur Biologique

Secteur Industriel

Génie Civil

Génie Electrique

Génie Mécanique et

Energétique

Energétique Mécanisation

Agricole Productique Génie Informatique

et

Télécomunication

Génie Biomédical

...

FACULTES

...

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21

1.2.3. 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 nés de la volonté de modernisation de notre agriculture qui passe entre autres par sa mécanisation.

1.3. Présentation du lieu de stage et sa situation géographique 1.3.1. Présentation du lieu de stage

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

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22

Figure 2 : situation géographique de CCMUF

 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.

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23

1.3.2. 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.

1.3.3. Les références du CCMUF

Au Bénin, plusieurs sociétés font partie des références du CCMUF :

 LERGC-GC EPAC,

 CECURIE,

 Plusieurs autres sociétés privées de la place.

1.3.4. 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’affutage, de meulage

 Construction des portes

 Travaux de soudure

 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

La photo suivante montre le diviseur,l’etau et comment la piece est positionnée sur la table.

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1.3.5. Autres travaux realisés

Photo 5 : Opération de tournage Photo 6 : Réalisation d’une porte

Photo 7 : Opération de fraisage

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1.4. Problématique et objectif du sujet

La mécanisation de l’agriculture a été fulgurante depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale. La modernisation, d’une part et la course à l’innovation et au gigantisme, d’autre part, ont favorisé l’apparition d’une multitude de machines dont l’objectif principal et essentiel était d’augmenter la productivité, la rentabilité et l’efficacité économique des exploitations agricoles.

Ainsi le secteur agricole constitue un pilier fondamental du développement rural. Il est reconnu que l’augmentation de la production agricole est un précurseur essentiel permettant le passage d’une agriculture de subsistance à celle commerciale, synonyme d’amélioration des revenus des agriculteurs et de leur niveau de vie. Par ailleurs, l’agriculture est un secteur clé pour une entrée réussie de certains pays en voie de développement dans la mondialisation. En effet il est très difficile d’imaginer actuellement un secteur agricole développé sans équipements. Le rendement des cultures dépende de multiples facteurs, cependant la mécanisation agricole constitue l’élément le plus important. La modernisation de l'agriculture passe nécessairement par la mécanisation rationnelle des différents procédés de transformations alimentaires, avec la primauté aux travaux pénibles.

Au Bénin, plusieurs produits alimentaires sont obtenus à partir du sorgho on peut citer : le Tchoukoutou (bière traditionnelle), le Tchapalo, l’Ablo, le couscous précuit, les amuses gueule, le Kome et la farine panifiable de sorgho. Car il est à noter que l’enveloppe des grains est indigeste et peut contenir des tannins (certaines variétés de sorgho) ou de l’acide pythique qui peuvent entraver l’assimilation des micronutriments (minéraux et vitamines).

Actuellement, le décorticage du sorgho se fait manuellement (pilonnage par les femmes, avec 3 à 4 pilages successifs par petits lots de 2 à 3 kg, dans des mortiers en

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26

bois). Après chaque passage, un vannage est effectué pour enlever les enveloppes externes (constituant le son de sorgho). Comme astuce, les femmes effectuent cette opération au pilon, après avoir mélangé le sorgho à du sable. C’est le frottement des grains de sable contre les grains de céréale qui permet d'enlever plus rapidement la pellicule de ceux-ci. Cette pratique constitue une source d’augmentation du taux d’impuretés dans les grains décortiqués obtenus. L’élimination du sable introduit à ce stade pose des difficultés importantes dans les phases ultérieures de la transformation.

Le décorticage permet de débarrasser le grain de son enveloppe et d’une partie du germe. La qualité du décorticage conditionne la qualité des produits finis sur les plans organoleptique, nutritionnel et technologique. La présence de son résiduel donne une amertume et une coloration sombre à la farine et aux produits dérivés. Il est recommandé d’avoir un taux de décorticage de 18 à 20% ; ce qui correspond à un taux de cendre de 1,2%. Le taux de décorticage correspond au pourcentage de grains décortiqués par rapport aux grains bruts; afin de réduire les pertes de temps et d’améliorer la qualité du produit fini notre travail s’est intitulé : ÉTUDE ET CONCEPTION D’UNE DÉCORTIQUEUSE MOTORISÉE DE SORGHO.

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Photo 8 : Décortiqueuse motorisée de fonio de type Engelberg

- Photo prise à l’atelier Mécanique du Département de GME- EPAC

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DEUXIÈME PARTIE :

GÉNÉRALITÉS SUR LE SORGHO

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Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | GÉNÉRALITÉS SUR LE SORGHO 29

2. Généralités sur le sorgho 2.1. Botanique du sorgho 2.1.1. Origine et espèce

Le sorgho cultivé aujourd'hui provient de son ancêtre sauvage appartenant à la sous- espèce verticilliflorum. La plus grande variation dans le genre Sorghum s'observe dans la région qui comprend l'Éthiopie, le Soudan et l'Afrique orientale du quart nord-est de l'Afrique [2]. Il apparaît que le sorgho est arrivé d'Éthiopie en Afrique orientale aux environs de 200 ans après J.-C. ou même avant. Il a été adopté et transporté dans les pays de savane de l'Afrique orientale et australe par les Bantous, qui utilisaient le grain essentiellement pour faire de la bière. Les Bantous, qui ont probablement commencé leur expansion à partir de la région du sud du Cameroun vers le premier siècle après J.-C., se sont déplacés le long de la frontière sud de la ceinture forestière du Congo et ont atteint l'Afrique orientale peut- être avant 500 après J.-C. Les sorghos actuels d'Afrique centrale et australe sont très proches de ceux de la République-Unie de Tanzanie et plus éloignés de ceux de l'Afrique de l'Ouest, les forêts équatoriales ayant constitué un obstacle efficace à cette expansion. Le sorgho forme le groupe des mils, avec les millets, céréales qui ont en commun la petitesse de leurs grains. Le sorgho a les grains relativement les plus gros d’où son nom de « gros mil », les millets étant désignés sous le terme de « petit mil ».

Ce genre Sorghum comprend de très nombreuses espèces et variétés classées par Snowden selon les caractères de leurs inflorescences.

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2.1.2. Botanique et écologie

Le sorgho cultivé est une plante annuelle formée d’une touffe de tiges rectilignes pouvant atteindre 0,80 à 5m de hauteur. Les feuilles alternées, longuement engainantes sur la tige, ont une longueur de 50 à 80cm et une largeur maximale de 5 à 10 cm.

L’inflorescence termine la tige qui a achevé son développement normal. C’est une panicule rameuse de formes et dimensions variables suivant les variétés, dense et compacte quand ses ramifications sont courtes, lâche lorsque celles-ci sont longues.(photo 1 et 2).

Photo 1. Panicule lâche Photo 2. Panicule dense

Les dernières ramifications portent les grains de forme globuleuse plus ou moins aplatis, de coloration variant du blanc au jaune, rouge ou brun plus ou moins foncé. À maturité, les glumes, qui sont aussi diversement colorées, peuvent enfermer complètement le grain ou s’entrouvrir pour le laisser apparaitre. Ce dernier a la constitution de tous les grains de céréales. Le péricarpe, qui comprend plusieurs assises de cellules, est soudé au tégument de la graine proprement dit. Le

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grain a des dimensions variables suivant l’espèce et la variété mais toujours relativement petit. Le poids de 1000 grains s’établit généralement entre 25 et 50 g. Pour donner une bonne production, la plante exige des sols assez fertiles et une pluviométrie d’environ 400 mm Dès qu’elle a formé son système radiculaire (première racine), elle est douée d’une assez grande résistance à la sécheresse .

2.5. La production des grains de sorgho

 La récolte

Il faut récolter après la maturation physiologique qui est constatée par un noircissement de la pointe du grain (germe). Il faudra éviter un contact direct avec le sol en utilisant par exemple des tiges comme lit de stockage.

 Le séchage des épis

Juste après la récolte, les épis sont séchés au champ pendant une à plusieurs semaines. Le séchage est la clé de sécurité de toute bonne conservation. Aucune denrée dont la teneur en eau est excessive ne peut être bien conservée. Pour le cas du sorgho le taux doit se situer entre 10 et 15%. En dessous de 10% la conservation est certes meilleure mais le grain peut se casser durant le décorticage. La qualité du produit transformé serait moins bonne en raison d’une forte teneur en son. Conseil : mettre les épis en petits tas ou en rangées de faible épaisseur pour un séchage plus homogène. Il faut éviter toute mouille due à la rosée ou aux pluies parasites entrainant des problèmes de moisissure.

 Le transport des épis

Certains paysans laissent les épis au champ jusqu’à l’arrivée de la batteuse de sorgho alors que les autres les transportent à la maison en utilisant des charrettes, des femmes ou et des enfants.

Conseil : Pendant le transport, il faut bien attacher les bottes pour que des épis ne se perdent en chemin.

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 Le stockage des épis

Les épis peuvent être stockés au champ ou dans des greniers à la maison

 Stockage au champ

Faire une haie de protection résistant aux animaux par la confection de palissades avec de préférence des herbes épineuses autour des tas.

 Stockage dans les greniers

Utiliser des greniers surélevés pour éviter les dégâts de rongeurs et ayant un chapeau étanche pour empêcher la mouille due aux pluies parasites.

Conseil : Un saupoudrage par un insecticide est recommandé pour lutter contre toute infestation.

2.5.1. Production du sorgho au Benin

Dans le Nord Benin, le sorgho a le pourcentage le plus élevé dans le système de culture des zones ayant des conditions moins favorables à la production agricole (de 43% à 58%). Dans les zones de conditions favorables de production, la proportion du sorgho est surtout élevée. Dans le Centre Bénin, l'importance du sorgho est décroissante (avec 5%) et dans le Sud, le sorgho n'est nullement cultivé à cause de l'humidité excessive. Bien que la superficie absolue sous culture de sorgho dans toutes les zones demeure plus ou moins identique dans le temps, son pourcentage est décroissant à cause de l'expansion de la superficie totale cultivée.

2.6. La gamme de variations morphologiques de sorgho

La gamme de variations morphologiques de sorgho est grande, la raison est profondément liée au fait que la distribution et la variation d’espèces sauvages étroitement apparentées sont aussi extrêmement étendues et grandes. Selon Snowden (1936), le nombre d’espèces connexes assimilables monte à un total de 52

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comprenant 17 espèces sauvages, 28 espèces cultivées, 7 issues de croisement entre les espèces sauvages et celles cultivées [3]. Plus tard, à travers les études, il a été établi que le sorgho et les espèces apparentées peuvent être classés en trois espèces à savoir, le Sorghum bicolor [nombre de chromosomes : [2n = 20], le Sorgho vivace de Sorghum halapense [2n = 20, 2n = 40], et le Sorgho vivace de Sorghum propinquium [2n = 20], parmi lesquels le Sorghum bicolor et le Sorghum propinquium peuvent s’entre-féconder et sont donc considérées être à l’origine de l’évolution des espèces cultivées. Le Sorghum bicolor est classé en trois sous-espèces [3].

2.7. Descriptions morphologique du sorgho

Le sorgho comme la plupart des végétaux supérieurs, dispose d’organes lui permettant d’absorber l’eau et les sels minéraux, et d’assurer les fonctions photosynthétiques pour une croissance et un développement satisfaisants : c’est une plante autotrophe. Plusieurs auteurs ont présenté la morphologie du sorgho et la description faite par HOUSE (1987) semble la plus appropriée à notre étude…

 Racines

Le système racinaire du sorgho est très développé et muni de nombreux poils radiculaires (presque 2 fois plus que le maïs). Au moment de la germination, apparaît la racine primaire ou embryonnaire. Plusieurs racines de ce type se développent.

Celles-ci sont peu ou pas du tout ramifiées. Les racines secondaires se forment à partir des premiers nœuds ; ce sont ces racines qui, en se développant, constituent le système racinaire fasciculé abondant de la plante. Suivant les variétés et les conditions physiques du sol, le système racinaire du sorgho peut atteindre 110 à 130 cm de profondeur (CHOPART, 1980) et selon LABARE, (1991) la vitesse de croissance peut aller de 1,4 à 2 cm/jour une semaine après le semis.

 Tige

La tige ou chaume est constituée de séries de nœuds alternant avec des entre-nœuds.

(35)

Elle est grêle à très robuste, mesurant de 0,5 cm à 5 cm de diamètre près de la base, s’amincissant vers l’extrémité terminale et ayant une longueur de 0,5 à 4-5 m. Elle est rigide avec un cortex, ou une écorce, dur et une moelle plus molle. La moelle peut être sucrée ou insipide, juteuse ou sèche. Dans les vieilles tiges, la moelle peut se fragmenter, en particulier si elle est sèche.

 Feuilles

Les feuilles sont distribuées de façon variable le long de la tige chez le sorgho. Chez certains types, elles sont concentrées près de la base. Elles sont plus ou moins uniformément disposées chez d’autres. La longueur des feuilles peut atteindre 1 m et plus, pour 10 à 15 cm de largeur. Leur nombre varie grandement suivant les plants.

Chez les plants bien adaptés, il y a ordinairement de 14 à 17 feuilles, ce nombre pouvant atteindre 30 chez les plants moins adaptés.

 Panicule

L’inflorescence est une panicule qui peut être courte et compacte ou bien lâche et ouverte : de 4 à 25 cm ou plus de long sur 2 à 20 cm ou plus de large. L’axe central de la particule ou rachis peut se trouver complètement masqué par la densité des branches secondaires et tertiaires de la panicule ou être complètement exposé.

 Graines

La graine de sorgho est un caryopse composé de trois parties principales : - l’enveloppe qui constitue le péricarpe ;

- le tissu de réserve ou albumen encore appelé endosperme ; - et l’embryon.

Entre le péricarpe et l’endosperme peut se trouver une couche hautement pigmenté, de couleur rouge foncé ou brun foncé, appelé testa. Sa présence ou son absence constitue une caractéristique variétale. Riche en composés tanniques, elle paraît conférer des qualités de résistance aux moisissures des graines qui en sont pourvues.

L’albumen du sorgho présente à l’extérieur une couche périphérique de cellules

(36)

riches en vitamines, protéines et huile: c’est la couche d’aleurone. Sous cette première assise cellulaire se trouve l’albumen corné, vitreux, caractérisé par l’existence de granules d’amidon. Vient ensuite l’albumen interne, farineux où les granules d’amidon sont insérés dans une matrice protéique peu importante avec de nombreuses lacunes. L’emplacement de l’embryon ou scutelhun se marque sur le grain sur une longueur allant de la moitié aux 2/3 de la longueur, par une trace elliptique à elliptique-oblongue, concave ou plate, rarement convexe. Le hile est situé à la base de la graine sur le côté opposé à celui de l’embryon. Le hile passe fréquemment au noir au moment de la maturité physiologique.

On évalue souvent le poids du caryopse avec: des échantillons de 1000 graines. Il donne à la fois des données culturales et variétales de la plante. Les caractéristiques morphologiques du grain à maturité complète sont les suivantes.

- longueur = 3,5 à 5 mm - largeur= 2,5 à 4,5 mm

- poids de 1000 grains = 60 à 85 grammes.

Photo 3. Les variétés de sorgho rencontrées en Afrique de l’ouest

(37)

Photo 4. Champ de sorgho au Benin

(38)

TROISIÈME PARTIE : ÉTUDE ET CONCEPTION DE LA DÉCORTIQUEUSE MOTORISÉE DE

SORGHO

(39)

Rédigé et Soutenu par : Assani AMOUSSOU | TROISIÈME PARTIE : ÉTUDE ET CONCEPTION DE LA DÉCORTIQUEUSE MOTORISÉE DE SORGHO

38

3. Étude et conception de la décortiqueuse motorisée de sorgho

Une parfaite connaissance de la matière première s’est faite au laboratoire du

PTAA pour permettre de caractériser le sorgho. Cette étude qui suit nous a permis de limiter au maximum les pertes dues aux brisures du grain de sorgho lors du

décorticage de ce dernier.

3.1. Caractérisation physique et mécanique du sorgho 3.1.1. Matériels et méthodes

3.1.1.1. Matériels

 Matériel végétal

Le matériel végétal utilisé est constitué d’échantillons de sorgho. Pour pouvoir évaluer la différence entre les échantillons qui se distinguent par la couleur, le choix de l’étude a porté sur les grains de couleur « rouge » et ceux de couleur « blanche ».

Photo 9. Grains de sorgho de couleurs rouge et blanche

 Matériels de laboratoire

La caractérisation du sorgho a été effectuée au sein du laboratoire du PTAA. Le matériel de laboratoire utilisé est composé :

(40)

39

 d’une balance électronique de précision «DENVER INSTRUMENT Max 230 g d=0.1 mg » ;

 d’un pied à coulisse ;

 d’une éprouvette graduée ;

 des dispositifs de détermination d’angle statique et dynamique au repos,

 du dispositif de mesure de la charge de brisure ;

 et enfin, du dispositif de mesure du coefficient de frottement de la matière sur les tôles.

3.1.1.2. Méthodes

 Évaluation massique et détermination de la teneur en eau des grains

À l’aide de la balance électronique on détermine la masse de 100 grains de chaque échantillon. Cinq (5) grammes de chaque échantillon sont mis à l’étuve pendant 48 heures afin de déterminer la teneur en eau des grains ; 03 essais ont été effectués.

Enfin, 150 g de grains de chaque échantillon sont prélevés pour servir à déterminer les volumes réels et spécifiques. La teneur en eau se détermine avec la formule :

B (bs) =



0

 _* ₁₀₀

m m m 

(%) (1) avec : - m0 : masse initiale de l’échantillon humide (g) ;

- m : masse de l’échantillon après évaporation d’eau (g)

(41)

40

 Évaluation des dimensions des grains

Cent (100) grains de chaque échantillon ont été pris au hasard et leurs dimensions (longueur, largeur et épaisseur) ont été mesurées à l’aide d’un pied à coulisse; la prise de ces valeurs est utile à la détermination des différentes caractéristiques de l’équipement à concevoir.

Photo 11. Prise de dimension du grain

 Évaluation volumique des grains

 Volume spécifique

Pour déterminer le volume spécifique, une masse de 150 g de chaque échantillon a été versé dans une éprouvette graduée. Après avoir tassé ce dernier, on lit le volume occupé par l’échantillon. Le volume spécifique des grains est le volume de l’échantillon mesuré tel qu’il se loge dans un récipient de volume connu, avec le vide inter-granulaire naturel.

Photo 10 : Prise de la masse des grains

(42)

41

Photo 12. Prise du volume spécifique

 Volume réel et masse volumique

Ici, il s’agit de déterminer le volume réel de 150 g prélevé dans chaque échantillon.

En se basant sur le principe d’Archimède, on remplit l’éprouvette d’une quantité d’eau précise, on y ajoute les 150 g d’échantillon prélevé et on note le volume de l’ensemble (eau + échantillon). Ce volume est celui qu’occuperait l’échantillon s’il était liquide. Il permet de déterminer la densité des grains. La masse volumique (ρ) est calculée par la formule :

(2)

Photo 13. Volume eau + grains pour la détermination du volume réel de l’échantillon prélevé

(43)

42

 Évaluation du coefficient de frottement

La méthode du plan incliné a été utilisée pour calculer le coefficient de frottement et l’angle maximal au repos. 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 :

β=tan θ (3)

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

μ_s= tanβ

⁽⁴⁾

Photo14: Instrument pour évaluer l’angle maximale au repos.

 Évaluation de l’angle statique au repos

La détermination de l’angle statique au repos est une opération qui consiste à utiliser un dispositif de treuil. Ce dispositif est constitué d’un axe autour duquel s’enroule

(44)

43

une corde liée à un cylindre creux en tôle dans lequel on introduit l’élément concerné.

Après l’avoir rempli, nous avons monté le cylindre à l’aide de la manivelle.

L’élément introduit se déverse dans un plateau en formant ainsi un cône. Puis on mesure le diamètre et la hauteur du cône formé, ce qui nous permettra de déterminer l’angle au sommet.

( ^⁄ )

(5) Figure 3 : Schéma du cône obtenu

Photo 15. Dispositif de détermination de l’angle statique au repos

 Évaluation de l’angle dynamique au repos

Cet angle est obtenu d’un dispositif de forme cubique muni d’une porte. On y verse les grains après verrouillage de la porte, jusqu’à le remplir. On ouvre ensuite la porte, de façon rapide, laissant ainsi les grains s’écouler librement. Dans leur mouvement, les grains décrivent une forme triangulaire illustrée par la figure ci-dessous ; Ce qui permet de déterminer l’angle au sommet de cette dernière.

(45)

44

( ) (6) Figure 4. Schéma du triangle

Photo 16 : Dispositif de détermination de l’angle dynamique

 Évaluation de la charge de brisure

L’effort à la rupture est la caractéristique qui influence directement sur l’effort de brisure. La mesure de la force de rupture des grains de sorgho a été réalisée par la méthode de l’évaluation de la résistance à la compression avec un dispositif constitué d’une presse et d’une balance. On prélève au hasard 20 grains de sorgho par échantillon. La force nécessaire à la brisure des grains a été déterminée suivant la position d’équilibre. Le grain est disposé sur le plateau de la balance, et on agit sur la presse qui communique l’effort appliqué au grain jusqu’à la brisure. La masse appliquée pour écraser le grain détermine l’effort de brisure. La valeur maximale de la mesure sur chaque grain représente la force à l’écrasement des grains de sorgho.

(46)

45

Photo 17 : Dispositif de détermination de la charge de brisure

3.2. Résultats et discussion 3.2.1. Caractérisation des grains

3.2.1.1. Masses moyennes et teneur en eau

Le tableau 2 présente la teneur en eau (ou taux d’humidité) des grains de sorgho, ainsi que la masse d’un grain de sorgho de chaque variété.

Tableau 1. Taux d’humidité des grains et masse d’un grain de sorgho Taux d’humidité (% bs) Masse (mg)

Blanc 12,31 42,50

Rouge 12,25 38,20

Les résultats obtenus montrent que le taux moyen d’humidité des grains de sorgho blanc (12,31 %bs) est légèrement supérieur au taux moyen d’humidité des grains de sorgho rouge (12,25 % bs) et que les grains de sorgho blanc pèsent un peu plus que ceux de couleur rouge.

(47)

46

3.2.1.2. Dimensions des grains

Le tableau 3 présente les dimensions des grains de sorgho. Les résultats montrent que les grains blancs sont plus gros que les rouges. Ainsi, les longueurs, largeurs et épaisseurs des grains blancs sont supérieurs à ceux des grains rouges respectivement de 3,1 %, 6,6 % et 9,7 %. Les résultats obtenus orientent à choisir le jeu moyen entre la lame de décorticage et les parois de l’arbre cannelé estimé à 7 mm afin de permettre aux grains de passer dans le diamètre intérieur du cylindre au sein duquel s’effectue le décorticage.

Tableau 2. Dimensions des grains du sorgho

échantillons

Dimensions des grains (mm)

Longueur Largeur Epaisseur

Blanc 5,41 4,32 2,47

Rouge 5,15 4,05 2,25

Moyenne 5,28 4,185 2,36

Tableau 3. Volume, masse et masse volumique Volume

spécifique (cm³)

Volume réel (cm³)

Masse (g)

Masse volumique spécifique en kg/cm³

Masse volumique réelle en kg/cm³

842,05 220 154,97 18,40.10^-5 70,44.10^-5

(48)

47

3.2.1.3. Angle statique et dynamique au repos

Les valeurs des angles statique et dynamique au repos des grains de sorgho variété bicolor sont consignées dans le tableau 5.

Tableau 4. Valeurs des angles statique et dynamique au repos des grains

Il ressort de ce tableau que les valeurs de l’angle statique au repos des grains de sorgho sont au-dessus de celles de l’angle dynamique au repos. Toutefois, l’angle statique au repos des grains de sorgho blanc (29°) est inférieur à celui des grains rouges (31°), tandis que l’angle dynamique au repos de ce dernier (22°) est inférieur à celui des grains blancs (23°).

3.2.1.4. Coefficient de frottement et force de brisure des grains de sorgho

L’angle de frottement au repos est l’angle à partir duquel, le grain peut se déplacer 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 grains après le décorticage. Dans le cas contraire, les grains de sorgho risquent de se stationner dans l’équipement. La force de brisure quant à elle, nous aide à connaitre la valeur limite à ne pas dépasser pour éviter de briser le grain.

Tableau 5. Angle de frottement au repos () et force de brisure (N)

Variétés angle de frottement Coefficient de Force de brisure (N) Variétés de sorgho Angle statique au repos

α ()

Angle dynamique au repos

 ()

Blanc 29 23

Rouge 31 22

(49)

48

de sorgho

au repos () frottement

Blanc 28

0,53

68,67

Rouge 28 69,726

Ce tableau nous montre que l’angle de frottement au repos des grains de sorgho blanc et rouge sont identiques (28°) et leur coefficient de frottement également (0,53). La force de brisure des grains blancs est cependant relativement inférieure à celle des grains rouges.

3.2.1.5. Évaluation de La force de détachement du son du grain de sorgho

Pour cette évaluation nous avons conçus une lame qui nous servira à caractériser la force nécessaire pour décortiquer le sorgho. Cette étude s’est faite à partir d’une presse, d’une balance, d’un plateau et de la lame.

Le grain du sorgho est déposé sur le plateau sur sa face horizontale. La lame étant montée contre la tête de la presse, alors on évalue la force en procédant à la compression du grain. Ainsi on note la force qui nous a servi à enlever le son du grain du sorgho. Cette expérience est répétée sur 20 grains de sorgho constituant ainsi notre échantillon. Cette étude nous a amené a tiré la conclusion ci-dessous.

En effet elle nous permettra de connaitre la vitesse de rotation minimale de l’arbre pouvant fournir une force capable d’arracher le son de sorgho sans le briser. Cette force doit être comprise entre 10N (force minimale de détachement du grain) et 69 N (force de brisure). Mais il faut en effet noter que la force de détachement est fonction de la teneur en eau du grain, c’est-à-dire que plus le grain est sec, plus vite il se

(50)

49

détachera et plus petite sera la force. Par mesure de sécurité la valeur de la force de détachement sera fixée à (35 N).

3.3. Dimensionnement de la machine 3.3.1. Chaine cinématique

 Légende

1. Moteur électrique

2. Poulie simple du moteur de diamètre d2

3. Poulie à double gorge de diamètre d₃

4. La poulie simple montée sur l’arbre portant le vanneur de diamètre d₄ 5. Vanneur

M

4 3

8

5

7

2

1 6

(51)

50

6. Arbre du moteur I

7. Arbre du décortiqueur II 8. Arbre du vanneur III

FIGURE 5 : Schéma cinématique de la machine sans le cyclone.



Principe de fonctionnement

La décortiqueuse comporte un module de décorticage avec une trémie, un canal de vannage, un ventilateur, un cyclone et un moteur électrique.

Le décorticage se fait par provocation d’une friction et d’un cisaillement sous pression entre les grains et les parois du stator et du rotor pour détacher l’enveloppe des grains. La pression est créée par les nervures d’entrée de forme hélicoïdale, le cisaillement par une interaction entre les nervures droites du rotor et la lame-frein qui retient les grains. L’ouverture plus ou moins importante de la trappe de sortie permet de régler l’intensité de décorticage.

Les grains et balles (ou sons) tombent dans le canal de vannage pour y être séparés.

Les grains tombent dans un bac placé sous le canal alors que les impuretés sont entraînées par le flux d’air de vannage et tombent dans le bac placé sous le cyclone.

3.3.2. Couple et vitesse de rotation nécessaires sur l’arbre à cannelure.

L’arbre en mouvement doit vaincre sa propre force ainsi que la force qu’engendrent les grains de sorgho qui y sont déposés. Chaque lardon doit fournir une force supplémentaire de 35N capable de décortiquer le sorgho sans le briser.

Nous supposons ici que l’arbre 2 est réalisé en acier. Pour des raisons de commodité de la machine utilisons-les données du dessin ci-après.

(52)

51

Figure 6 : Dessin de l’arbre II de la machine

 Détermination du poids de l’arbre à cannelure.

L’arbre et les lardons sont en acier ; ρ= 7,9.10³ kg /m³(Chevalier, 2004). Soit V_abr2 le volume de l’arbre II et m₂ sa masse.

( )

( ) (7) (8)

( )

(

)

600

900 40

25 20

100

(53)

52

Soit V₃ le volume total des lardons on a :

Le volume total de l’arbre est donc:

Calcul de la masse m₂de l’arbre II

(9)

⇒

Soit Parbr2 le poids de l’arbre II. On a :

Parbr2 (10)

Donc Parbr2

Parbr2 439,68 N

Détermination de la force de décorticage (F_dé)

La force de décorticage est la force nécessaire pour enlever le son ou la balle de la graine de sorgho. D’après les résultats obtenus des expériences, cette force doit être supérieure à la force de détachement et inférieure à la force de brisure. On a donc la relation :

(11)

Fm : force minimale pour enlever le son du grain de sorgho = 10N F_f : force de frottement

Fbr : force de brisure = 69 N

On a donc : ( )

(54)

53

Pour des raisons de sécurités, nous avons choisi

 Soit ng le nombre de grains que notre machine peut traiter en un instant T. On a :

n_g

(12) prenons ng Grains

 Couple engendré par l’arbre II

Figure 7 : Illustration des forces qui s’exercent sur la partie cannelée de l’arbre II

Soient : Cp le couple engendré par le poids de l’arbre 2 et C_F celui crée par la force F déployée par l’arbre à cannelure et enfin Cu2 le couple utile de l’arbre II.

Alors on a : C_u2 C_p CF (13)

Parb2*

Fdé

F

(55)

54

Cu2 ( ) ( )

Cu2

 La vitesse de rotation nécessaire

Soit W₁ l’énergie nécessaire pour mettre les grains en mouvement et W₂ l’énergie que doit fournir l’arbre à cannelure pour effectuer le décorticage.

On a et

Pour un bon fonctionnement de la machine

√^{( )}

(14) Or (15) √^{( )}

(16) Avec :

Puisque (17)

√^{( )}

(18)

(56)

55

√ ( )

On prend donc

3.3.3. Calcul de la puissance utile théorique

Or

(19) Il s’en suit que

(20)

(avec 1 cv = 736 watt)

3.4. Dimensionnement de la machine

Le schéma cinématique de la machine est est constitué de:

- Deux chaines de transmission par courroies;

- Deux poulies simples;

- D’une poulie à deux gorges;

- Un moteur M permet d’entrainer l’ensemble du dispositif;

- D’un vanneur.

Notre but est de déterminer pour cette chaine cinématique les paramètres pour le bon fonctionnement du système et de dimensionner les arbres II et III.

(57)

56

3.5. Calcul des paramètres de la chaîne

Une chaine de transmission est composée d’un ou plusieurs types de transmission qui permettent de transformer la puissance du moteur en couple et régime nécessaire au bon fonctionnement de la machine utilitaire. Elle est caractérisée par deux paramètres qui sont:

 Le rendement global η_glo

(21)

: 0,98 (Rendement courroie)

: 0,99 (Rendement paire de paliers)

 Le rapport de transmission global Soient :

d2, le diamètre de la poulie(2) d3, le diamètre de la poulie(3) d4, le diamètre de la poulie(4)

(22)

3.5.1. Calcul et choix du moteur

 Puissance

On sait que le rendement global est égal :

(58)

57 (23)

Ce qui implique que :

(24)

 Régime

Nous avons le rapport de transmission qui est égal à :

(25)

(26)

Les caractéristiques souhaitées pour le moteur sont donc : Régime

; Puissance . Pour des raisons de sécurité (risque de surcharge) et du fait que les valeurs trouvées ne figurent pas dans la gamme normalisée des caractéristiques des moteurs, nous retenons le moteur dont la puissance est immédiatement supérieure à celle calculée.

Ainsi, nous avons le moteur asynchrone triphasé fermé à rotor en court-circuit de type LS80L, dont la puissance est et le régime [1] page 247.

ETUDE ET AMELIORATION D'UNE DECORTIQUEUSE MOTORISEE DU SORGHO

THEME

ETUDE ET AMELIORATION D4UNE DECORTIQUEUSE MOTORISEE DU SORGHO

TABLE DES MATIÈRES

DÉDICACES

REMERCIEMENTS

HOMMAGES

RÉSUMÉ

ABSTRACT

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX

LISTE DES PHOTOS

INTRODUCTION

PREMIÈRE PARTIE :

PRÉSENTATION DE L’EPAC ET DU LIEU DE

STAGE

...

...

DEUXIÈME PARTIE :

GÉNÉRALITÉS SUR LE SORGHO

TROISIÈME PARTIE : ÉTUDE ET CONCEPTION DE LA DÉCORTIQUEUSE MOTORISÉE DE

SORGHO



 * 100

m m m 

M



 _* ₁₀₀