ETUDE ET CONCEPTION D’UN TRANSPORTEUR PNEUMOAUTOMATIQUE DE COQUES DE COTON

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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHESCIENTIFIQUE -*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

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FILIERE : Génie Mécanique et Energétique (Option Productique)

Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception

Présenté et soutenu publiquement le [19/01/2018] par : Marius HOUNTO-ADA

Travaux dirigés par :

Dr. Chakirou Akanho TOUKOUROU, Enseignant Chercheur à l’EPAC/UAC, Maître de Conférences des universités de CAMES

Ing. Moufoutaou BOURAÏMA, Enseignant à l’EPAC/UAC M. Roger LOKOSSOU, Chef Section Mécanique à la SHB

Jury d’évaluation : Président : Dr Guy ANAGO, Enseignant à l’EPAC Membre : Dr. Toussaint KOSSOU, Enseignant à l’EPAC

Année Académique : 2016 – 2017 (10^ème Promotion)

ETUDE ET CONCEPTION D’UN TRANSPORTEUR PNEUMO- AUTOMATIQUE DE COQUES DE COTON

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique ii

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA

« Un mécanicien est celui qui tantôt applique aux machines un moteur nouveau, tantôt leur fait exécuter des opérations qu'on était obligé, avant lui, de confier à l'intelligence des hommes, ou

sait obtenir d'une machine des produits plus abondants et plus parfaits. Chaque grand mécanicien imprime à toutes ses

productions le caractère propre de son talent. »

Marie-Jean Antoine Caritat, marquis de Condorcet (1743-1794)

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique iii

DEDICACES Je dédie cette œuvre à :

Saint Joseph le patron des travailleurs, pour toutes les merveilles accomplies pour l’achèvement de ce travail. Que par ton intercession, cette œuvre soit source de bénédiction à tous ceux qui ont contribué. AMEN !!!

A mon Père Norbert HOUNTO-ADA ; qui très tôt m’a inculqué l’amour du travail bien fait, pour les multiples sacrifices consentis, papa, veuille reconnaître ton œuvre à travers ce modeste travail. Ce n’est qu’une infime réalisation de tes innombrables souhaits et un fruit non négligeable de tes efforts. Que Dieu t’accorde une santé très solide et te bénisse davantage. Je t’aime fort Papa !!!

A ma défunte Mère Félicité ASSOGBA ; dont la mort m’a marqué tout au long de ce travail. Que ton âme repose en paix…

A mes sœurs Thérèse, Reine, Henriette et Jeanne pour leur soutien ;

A mon amie Geneviève HOUNKPE, pour l’affection, l’attention, le soutien et le dévouement dont elle a fait preuve chaque jour pour l’aboutissement de ce travail.

Merci infiniment ; puisse Dieu te bénir davantage !!!

A tous mes amis et proches.

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique iv

REMERCIEMENTS

« Parfois notre lumière s'éteint, puis elle est rallumée par un autre être humain. Chacun de nous doit de sincères remerciements à ceux qui ont ravivé leur flamme. » Albert Schweitzer.

Je rends grâce et remercie le Dieu tout Puissant pour avoir fait de moi l’homme que je suis aujourd’hui.

Mes remerciements vont également à l’endroit de :

 Professeur Mohamed M. SOUMANOU, Directeur de l’Ecole Polytechnique d’Abomey- Calavi ;

 Professeur Docteur Ingénieur Clément AHOUANNOU, Directeur Adjoint de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi ;

 Docteur Vincent PRODJINONTO, Chef de département du Génie Mécanique et Energétique ;

 Professeur Docteur Chakirou Akanho TOUKOUROU, mon maître de mémoire, pour m’avoir fait l’honneur de diriger ce mémoire nonobstant ses innombrables occupations ;

 Ingénieur Moufoutaou BOURAÏMA, mon Co-maître de mémoire, qui a consacré le meilleur de son temps à ce travail malgré ses multiples occupations ;

 Tous les enseignants de l’EPAC et spécialement ceux du Département de Génie Mécanique et Energétique (GME), qui, tout au long de mon cursus, m’ont donné un enseignement de qualité ;

 Monsieur Arnaud DEGLA, Directeur Général et Directeur Industriel de la Société des Huileries du Bénin S.A., pour m’avoir accepté dans l’Unité de Production dont il a la direction ;

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique v

 Monsieur Hyacinthe AGBOKPANZO et Monsieur ADJAGBETO Philippe, respectivement Chef Service Maintenance et Chef Service Production, pour leur accueil et leur attention envers moi tout le long de mon stage ;

 Monsieur Roger LOKOSSOU, Chef Section Mécanique et tuteur de mon stage, qui a consacré le meilleur de son temps à ce travail malgré ses multiples occupations ;

 Monsieur Jean Louis GBEHA, Technicien instrumentiste de la SHB, pour son aide très précieuse, ses attentions et ses échanges fructueuses tout au long de mon stage ;

 Tout le personnel administratif et de la maintenance de la Société des Huileries du Bénin ;

 Tous les travailleurs à divers niveaux de la Société des Huileries du Bénin, qui m’ont permis d’acquérir de nombreuses connaissances techniques et pratiques en leur compagnie ;

 Tous mes amis (es), en particuliers Matthias KOTTY, Lucrèce CAPO- CHICHI et Aristide GODONOU ;

 Tous ceux qui m’ont soutenu spirituellement, moralement ou matériellement.

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique vi

RESUME

La Société des Huileries du Bénin (SHB-Bohicon) est confrontée à des problèmes sur la ligne de transport des coques de coton en vrac de la chaufferie vers les hangars de chargement. Les coques de coton, une fois obtenues de l’atelier décorticage, sont transportées par l’intermédiaire de vis transporteuses et d’élévateurs vers l’atelier chaufferie où une partie est utilisée par la chaudière en vue de la production de la vapeur d’eau. Le trop plein est chargé dans un camion qui assure son transfert vers les hangars où sont présents des ouvriers pour l’ensachage. Les problèmes en question sont d’ordre économique et environnemental. Ils sont dûs d’une part à la disponibilité des coques sous les hangars et à la pollution atmosphérique engendrée par le transport ; et d’autre part à l’humidité de la matière et à la non praticabilité de la voie en saison pluvieuse. Il faut donc trouver un meilleur moyen pour assurer de façon efficace et efficiente ce transport.

La présente étude a permis de pallier la situation précédemment énoncée en proposant une étude garantissant le transport et la disponibilité des coques sous les hangars tout en préservant la matière des intempéries. Pour ce faire notre travail s’est consacré à

« l’étude et la conception d’un transporteur de coques pneumo-automatique ». Ce transporteur se compose d’un système de transport pneumatique par aspiration et refoulement (ventilateur à coques) et d’un système de distribution automatique. Le système d’aspiration et de refoulement est destiné à transporter, environ six (6) tonnes de coques par heure, de la vis de trop plein de la chaufferie vers un cyclone à installer entre les deux hangars (et situé à environ quarante mètres). Quant à la distribution automatique, elle permettra une répartition uniforme des coques sous les hangars et ceci sans aucune intervention humaine.

L’étude technique du transporteur pneumo-automatique, ainsi que le dimensionnement de ses différents organes, facilitent l’exécution graphique de ce dernier. Ces différents éléments ont été nécessaires à la mise en œuvre de notre système et à l’estimation de son coût de réalisation.

Mots et expressions clés : coques de coton en vrac, système de transport pneumatique par aspiration et refoulement, distribution automatique, conception.

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique vii

ABSTRACT

The Benin Oil Company (SHB-Bohicon) is facing serious problems on the bulk cotton hull transmission line from the boiler house to the delivering halls. The cotton hulls, once obtained from the hulling workshop, are transported by means of conveyor screws and elevators to the boiler room where part of it is used by boiler for the production of water vapor steam. The over flow is loaded in a truck that ensures its transfer to the sheds where are present workers for bagging. The main problems are economic and environmental. On one hand, they are due to the availability of hulls under the sheds and to the atmospheric pollution generated by the transport, and on the other hand to the wet of the material and the non-practicability of the line in rainy season. There is a need to find a better way to provide efficiently and effectively provide this transportation.

The current study has made it possible to mitigate the situation previously stated by guaranteeing the transport and the availability of the hulls under the sheds while protecting the material from bad weather. To realise that our work has been devoted to the study and design of a pneumo-automatic hull transporter. This conveyor consists of a pneumatic conveying system suction and discharge (fan-hull) and an automatic distribution system. The suction and discharge system is intended to transport about six (6) tons of hulls per hour from the overflow screw of the boiler to a cyclone to be installed between the two sheds (and located about forty meters away). As for the automatic distribution, it will allow uniform distribution of the hulls under the sheds and this without any human intervention.

The technical study of the pneumo-automatic conveyor, as well as the dimensioning of its various organs, facilitate the graphic execution of the latter. The various elements were necessary for the implementation of our system and the estimation of its cost of realization.

Key words and expressions: cotton hulls in bulk, pneumatic transport by suction and discharge, automatic distribution, design.

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA

Table des matières

DEDICACES ... iii

REMERCIEMENTS ... iv

RESUME ... vi

ABSTRACT ... vii

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ... xiii

LISTE DES UNITES ... xiv

LISTE DES FIGURES ... xv

LISTE DES TABLEAUX ... xvii

LISTE DES PHOTOS ... xviii

INTRODUCTION GENERALE ... 1

PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LA SHB S.A. ... 3

1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA SHB ... 4

Introduction partielle ... 4

1.1 Historique, localisation géographique et infrastructures de la SHB ... 4

Localisation géographique ... 4

Historique ... 4

Infrastructures et équipements ... 5

1.2 Personnel et organigramme de la SHB-Bohicon... 7

1.2.1 Personnel ... 7

1.2.2 Organigramme de la SHB-Bohicon ... 11

1.2.3 Structures collaboratrices ... 13

1.3 Activités de la structure et approvisionnement en matière première par la SHB-Bohicon... 14

1.3.1 Activités de la structure ... 14

1.3.2 Approvisionnement en matière première par la SHB-Bohicon ... 15

1.3.3 Organisation du département de maintenance ... 15

Conclusion partielle ... 17

2 CHAPITRE 2 : PROCESSUS DE PRODUCTION DE L’HUILE ET PRESENTATION DU PROJET ... 18

2.1 Origine et les diverses opérations de transformation des graines de coton .... 18

2.1.1 Origine ... 18

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique ix

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA 2.1.2 Composition et valeur nutritionnelle des graines de coton ... 19

2.1.3 Les diverses opérations de transformation des graines de coton ... 20

2.1.4 Les coques de cotons ... 22

2.2 Description de la chaîne de production ... 23

2.2.1 Production de l’huile de coton ... 23

2.2.2 Production des tourteaux de coton et d’aliment bétail ... 28

2.2.3 Production d’huile et de la farine de soja ... 30

2.3 Problématique et présentation du projet ... 32

DEUXIEME PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ET ETUDE TECHNIQUE ... 37

3 CHAPITRE 3 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ... 38

3.1 Fluidisation des matériaux en vrac ... 38

3.1.1 Définition ... 38

3.1.2 Caractéristiques essentielles ... 38

3.1.3 La fluidisation ... 39

3.2 Système de transport pneumatique des produis en vrac ... 40

3.2.1 Le transport par aspiration ... 41

3.2.2 Le transport par refoulement ... 42

3.2.3 Le transport par aspiration et refoulement combiné ... 43

3.2.4 Le transport par refoulement discontinu ... 43

3.3 Comportements du produit dans les canalisations ... 44

3.3.1 Transfert pneumatique en phase diluée ... 44

3.3.2 Transfert pneumatique en phase dense ... 45

3.3.3 Concentration du transport ... 46

3.4 Ventilateurs, pompes ou compresseurs, appareils sur circuits ... 47

3.5 Le cyclone ... 49

3.6 Transporteurs à vis ... 51

3.7 Système de distribution automatique ... 55

3.7.1 Un peu d’histoire ... 55

3.7.2 Place de l'API dans le système automatisé de production (S.A.P.) : ... 56

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique x

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA 4 CHAPITRE 4 : ETUDE TECHNIQUE DU TRANSPORTEUR PNEUMO- AUTOMATIQUE A COQUES DE COTON ... 60

CAHIER DES CHARGES ... 60

4.1 Description et fonctionnement du transporteur pneumo-automatique ... 63

4.1.1 Description ... 63

4.1.2 Fonctionnement ... 66

4.2 Choix des organes du système de transport pneumatique ... 70

4.2.1 Ligne de transport des coques de coton ... 70

4.3 Choix des organes du système de distribution automatique ... 77

4.3.1 Système de transport du caisson ... 77

4.3.2 Vérins et distributeurs ... 77

4.3.3 Etude et choix des capteurs ... 81

4.4 Etude des assemblages et choix des matériaux ... 90

TROISIEME PARTIE : DIMENSIONNEMENT ET EXECUTION GRAPHIQUE .. 93

5 CHAPITRE 5 : DIMENSIONNEMENT DU TRANSPORTEUR PNEUMO- AUTOMATIQUE ... 94

5.1 Dimensionnement des organes du transport pneumatique ... 94

5.1.1. Cyclone ... 94

5.1.1 Dimensionnement du ventilateur ... 95

5.1.2 Dimensionnement du moteur du ventilateur et des courroies à utiliser ... 96

5.1.3 Dimensionnement de l’arbre du ventilateur ... 100

5.1.4 Dimensionnements des vis convoyeuses. ... 116

5.2 Dimensionnement des organes de la distribution automatique ... 118

5.2.1 Dimensionnement de la trémie et des caissons ... 118

5.2.2 Dimensionnement du ressort spiralé pour le transport et détermination du câble de transport ... 121

5.2.3 Dimensionnement du motoréducteur assurant le transport ... 125

5.2.4 Grafcet du point de vue partie commande ... 125

6 CHAPITRE 6 : EXECUTION GRAPHIQUE ... 131

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique xi

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA 7 CHAPITRE 7 : MAINTENANCE PREVENTIVE DU transporteur A COQUES PNEUMO-AUTOMATIQUE ... 159

7.1 Informations sur la sécurité ... 159

7.1.1 Normes générales de sécurité ... 159

7.1.2 Risques résiduels ... 160

7.2 Montage de l’équipement ... 161

7.3 Mise en service de la machine ... 162

7.4 Maintenance et entretien de la machine ... 163

8 CHAPITRE 8 : ESTIMATION DU CÔUT DU TRANSPORTEUR A COQUES 164 Introduction partielle ... 164

8.1 Estimation du coût du transporteur pneumo-automatique ... 164

8.1.1 Coût des pièces standards et accessoires (𝑪𝒂) ... 164

8.1.2 Coût des matières premières (𝑪𝒎) ... 166

8.1.3 Coût de fabrication de l’équipement ... 166

8.1.4 Coût du bureau des méthodes (𝑪𝒃) ... 167

8.1.5 Coût global de la machine (C’) ... 167

8.2 Estimation du gain annuel 𝑩𝒂 ... 168

8.3 Le Temps de Retour sur Investissement (TRI) ... 170

CONCLUSION GENERALE ... 172

BIBLIOGRAPHIE ... 173

WEBOGRAPHIE ... 174

ANNEXES ... 175

Annexe 1 : Valeurs usuelles des indices de rugosité (k) en mm ... 176

Annexe 2 : Les propriétés de l’air ... 177

Annexe 3 : Masse volumique de quelques liquides ... 178

Annexe 3 : Diagramme de choix d’un ventilateur ... 179

Annexe 4 : Caractéristiques des transporteurs à vis ... 180

Annexe 5 : Choix des ajustements des roulements ... 182

Annexe 6 : Montages des roulements à contacts obliques et à rouleaux coniques . 183 Annexe 7 : Notations pour le calcul des courroies ... 188

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique xii

Annexe 8 : Shell Lubrifiants ... 189

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS AB : Aliment Bétail

AN : Application Numérique

CODA : Complexe Oléagineux d’Agonvy 𝒅_𝒑 : Diamètre de la petite poulie 𝑫_𝒑 : Diamètre de la grande poulie FFA : Acides gras libres

IBCG : Industrie Béninoise des Corps Gras

ISO : International Organization for Standardization LYTEB : LYcée TEchnique de Bohicon

𝑵_𝒎 : Régime du moteur 𝑵_𝒖 : Régime utilitaire

𝜼_𝒈𝒍𝒐 : Rendement globale de transmission MG : Matières Grasses

𝑷_𝒎 : Puissance du moteur 𝑷_𝒖 : Puissance utilitaire PDR : Pièces De Rechange

𝑹_𝒈𝒍𝒐 : Rapport de transmission globale SA : Société Anonyme

SHB : Société des Huileries du BENIN

SIFCA : Société d’Investissements Financiers et du Commerce Agroalimentaire

SOBEPALH : Société BEninoise du PALmier à Huile

SONADER : SOciété NAtionale pour le DEveloppement Rural SONAHDA : SOciété NAtionale des Huileries du Dahomey SONICOG : SOciété NAtionale pour l’Industrie des COrps Gras

TCF : Tourteaux de Coton en Farine TCP : Tourteaux de Coton en Pellets TSF : Tourteaux de Soja en Farine UNS : Unified Numbering System

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique xiv

LISTE DES UNITES

cm centimètre daN déca Newton

° degré

°C degré Celsius

F CFA Franc de la Communauté Financière Africaine

h heure

kcal kilocalorie

kg kilogramme

kW kilo Watt

l litre

MPa Mégapascal

m mètre

barg bar gauge (pression manométrique)

s seconde

t tonne

Pa Pascal

W Watt

bar bar

ch cheval

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique xv

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA LISTE DES FIGURES Figure 1.1: Diagramme de Venn de la SHB Bohicon [7] ... 14

Figure 2.1: Diagramme technologique de la production d'AB, du TCP, du TCF, et de Vitalor [7] ... 21

Figure 2.2: Diagramme technologique de la production d'huile de Soja, de pellets ou des tourteaux [7] ... 31

Figure 3.1: Transport pneumatique par aspiration [33] ... 42

Figure 3.2b : Transport pneumatique par refoulement en circuit fermé [33] ... 43

Figure 3.3: Transfert en phase dense [20] ... 45

Figure 3.4: Transfert en phase dense [20] ... 45

Figure 3.5: Transfert par bouchons [20] ... 46

Figure 3.6: Cyclone de séparation [19] ... 49

Figure 3.7: Cyclone de séparation à entrée tangentielle [19] ... 50

Figure 3.8: Cyclone de séparation à entrée radiale [19] ... 51

Figure 3.9: Transporteur à vis type [30] ... 51

Figure 3.10: Emplacement des abouts d'auges et brides [30] ... 52

Figure 3.11: Spire hélicoïdale [30] ... 53

Figure 3.12: Spire sectionnée [30] ... 53

Figure 3.13: vis de transporteur à spire conique [30] ... 53

Figure 3.14: Vis de transporteur à diamètre étagé [30] ... 54

Figure 3.15: Vis de transporteur à pas variable [30]... 54

Figure 3.16: Vis de transporteur à pas allongé [30] ... 54

Figure 3.17: Vis de transporteur à double spire [30] ... 54

Figure 3.18: Vis de transporteur à double spire et pas serré [30] ... 54

Figure 3.19: Vis à ruban pour matériaux agglutinants [30] ... 55

Figure 4.1: Système aspiration-refoulement ... 63

Figure 4.2: Ensemble cyclone-trémie ... 63

Figure 4.3: Caisson-rails ... 64

Figure 4.4: Système de transport d'un caisson ... 77

Figure 4.5: Exemple de vérin pneumatique [11] ... 78

Figure 4.6: Vérin simple effet, rappel par ressort [11] ... 79

Figure 4.7: Vérin à double effet [11] ... 79

Figure 4.8: Principaux distributeurs et principaux dispositifs de pilotage [11] ... 80

Figure 4.9: Les voies de circulation de l'air à l'intérieur des cases [11] ... 81

Figure 4.10: Symbole d’un capteur de détection [32] ... 82

Figure 4.11: Quelques types de détecteurs de position [32] ... 82

Figure 4.12: Principe d'un détecteur de proximité inductif [32] ... 83

Figure 4.13: Symbole d'un détecteur de proximité inductif [32] ... 83

Figure 4.14: Détecteurs de proximité inductif [32] ... 83

Figure 4.15: Condensateur à surface variable [32] ... 83

Figure 4.16: Condensateur à écartement variable [32] ... 83

Figure 4.17: Exemples de détecteurs photoélectriques [32] ... 84

Figure 4.18: Les différents types de détections photoélectriques [32] ... 85

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique xvi

Réalisé par Sètondji Marius HOUNTO-ADA Figure 4.19: Symbole d'un interrupteur à lames souples [32] ... 85

Figure 4.20: Détecteur sur vérin pneumatique [32] ... 85

Figure 4.21: Capteur à seuil de pression : Schéma et principe [32] ... 86

Figure 4.22: Principe du détecteur fluidique [32] ... 87

Figure 4.23: Pression d'alimentation en fonction de la distance détecteur relais [32] .. 87

Figure 4.24: Exemples de capteur à fuite [32] ... 87

Figure 4.25: Principe du capteur à fuite [32] ... 87

Figure 4.26: Schéma et principe d’un codeur incrémental [32] ... 88

Figure 4.27: Codeur absolu 3 pistes [32] ... 89

Figure 5.1: Roulements à rouleaux coniques : principales variantes et schématisation [11] ... 110

Figure 5.2: Charge équivalente P et charges exercées 𝑭𝒂 et 𝑭𝒓 [11] ... 111

Figure 5.3: Dimensions du roulement [11] ... Erreur ! Signet non défini. Figure 5.4: Clavette parallèle [5] ... 115

Figure 5.5: La trémie ... 119

Figure 5.6: Le caisson ... 119

Figure 5.7: Ressort spiral et sa section ... 121

Figure 9.1: Diagramme de détermination du régime d'un ventilateur [23] ... 179

Figure 9.2: Principes et caractéristiques des montages en X et en O [11] ... 183

Figure 9.3: Exemples de montages en X [11] ... 185

Figure 9.4: Exemples de montages en O [11] ... 187

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.1: Composition et valeur nutritionnelle de la graine de coton [16] ... 19

Tableau 2.2: Autres caractéristiques de la graine de coton [16] ... 19

Tableau 2.3: Composition et valeur nutritionnelle des coques de coton [16] ... 22

Tableau 2.4: Coût des dépenses journalières engendrées par l'utilisation du camion .. 33

Tableau 3.1: Détermination de la granulométrie [9]... 39

Tableau 3.2: Classification des matériaux en fonction de la granulométrie [9] ... 39

Tableau 5.1: Valeurs normalisées des coefficients 𝑋0 et 𝑌0 [11] ... 113

Tableau 5.2: Liste des désignations et actions ... 126

Tableau 5.3: Liste des capteurs et désignations ... 126

Tableau 5.4: Listes des désignations et actions ... 126

Tableau 8.1: Récapitulatif des coûts des pièces standards et accessoires ... 164

Tableau 8.2: Récapitulatif des coûts des matières premières ... 166

Tableau 9.1: Indice de rugosité (k) ... 176

Tableau 9.2: Valeurs des différentes propriétés de l’air ... 177

Tableau 9.3: Masse volumique de quelques liquides [22] ... 178

Tableau 9.4: Caractéristiques des transporteurs à vis horizontaux [30] ... 180

Tableau 9.5: Facteur de frottement dans les tourillons à bride [24] ... 181

Tableau 9.6: Ajustements usuels des roulements (fabricants) [11] ... 182

(18)

xvii i

LISTE DES PHOTOS

Photo 2.1: Graines de coton [7] ... 18

Photo 2.2: Ensilage des graines de coton [7] ... 23

Photo 2.3: Amandes de coton [7] ... 24

Photo 2.4: Amandes de coton aplaties [7] ... 24

Photo 2.5: Amandes de coton cuites [7] ... 25

Photo 2.6: Les collets [7] ... 25

Photo 2.7: Miscella brut [7] ... 26

Photo 2.8: Huile neutre [7] ... 27

Photo 2.9: Huile raffinée [7] ... 28

Photo 2.10: Huile raffinée conditionnée dans une bouteille, un bidon et dans le tank de stockage [7] ... 28

Photo 2.11: Aliment bétail conditionné [7] ... 30

Photo 2.12: Déversement des coques de coton dans le camion [Hounto-ada, 2017] ... 32

Photo 2.13: Etat de la route de transport des coques en saison pluvieuse [Hounto-ada, 2017] ... 34

Photo 2.14: Coques exposées à la pluie [Hounto-ada, 2017] ... 35

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Mémoire d’ingénieur de conception en Génie Mécanique et Energétique option Productique 1

INTRODUCTION GENERALE

Il n’est un secret pour personne que les acides gras apportés par les lipides sont des nutriments indispensables pour l’homme au même titre que les vitamines. L’homme n’étant pas en mesure de les fabriquer, ces acides gras essentiels doivent être fournis par la nutrition, notamment par les graines végétales oléiques. L’une de ses graines très importante est la graine de coton. Elle sert à la fabrication de l’huile végétale de coton contenant 24 % d’acides gras saturés, 17 % d’acides gras monoinsaturés, 55 % d’acides gras polyinsaturés, de la vitamine E et de l’oméga 6. Les nombreuses propriétés qu’elle requiert font qu’elle occupe une place très importante dans l’alimentation et les soins de tous les jours.

C’est donc pour satisfaire les besoins en huile, principalement en huile végétale de coton, de plus en plus croissante en Afrique et plus particulièrement en Afrique de l’Ouest, que la Société des Huileries du Bénin SHB S.A., filiale du groupe SIFCA, a su s’imposer comme étant l’une des sociétés leader dans la fabrication de l’huile de coton au Bénin grâce à sa politique d’exigence de la qualité. Elle ne cesse donc d’améliorer sa chaîne de production afin de répondre aux besoins de sa clientèle et de permettre à ses employés de travailler dans les meilleures conditions et surtout dans un environnement sain.

Ainsi, dans la dynamique de produire de l’huile végétale de qualité dans un environnement sain, il nous a été proposé, pour l’élaboration de notre mémoire de fin de formation, la conception d’un dispositif de transport de coques de coton de la vis de trop-plein de l’atelier chaufferie vers les hangars de stockage de la SHB. Ce qui alors justifie notre thème : « Etude et conception d’un transporteur de coques de coton pneumo-automatique à la SHB ». Le développement de ce thème est subdivisé en trois grandes parties.

 Dans la première partie de ce document, nous aborderons la présentation de la SHB à travers sa structure organisationnelle et sa politique de maintenance. Dans cette partie, figure également la description du processus de fabrication de l’huile végétale de coton et la présentation de la problématique de notre travail de fin de formation.

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 Nous aborderons dans la deuxième partie, l’analyse des différents équipements capables de résoudre le problème. Suivra ensuite le choix de l’équipement le mieux adapté, puis son étude technique. Il en ressortira le choix d’un transport pneumatique à aspiration et refoulement fonctionnant à l’aide d’un ventilateur puis d’une distribution automatisée, objet d’un grafcet de niveau 1 ;

 La dernière partie sera consacrée au dimensionnement de l’équipement retenu, à l’estimation de son coût de fabrication et à sa maintenance. De cette partie, il sera question d’une part du choix d’un ventilateur ayant une vitesse de rotation de 2800 trs/min, un débit d’air de 1500 m³/h et d’un rendement de 80%, d’autre part, suivra le choix des éléments technologiques et le grafcet, niveau commande, de la distribution.

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PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LA SHB S.A.

(22)

1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA SHB

Introduction partielle

Dans ce chapitre, nous présentons la structure dans laquelle nous avons effectué notre stage de fin de formation. Cette présentation débute par un aperçu de l’historique, des infrastructures et de l’organisation de la société. Par la suite, est fait un exposé sur l’approvisionnement en matières premières par la SHB-Bohicon. Nous finissons ce chapitre par un résumé sur l’organisation et le fonctionnement du département de maintenance, département au sein duquel nous avons effectué notre stage.

1.1 Historique, localisation géographique et infrastructures de la SHB

Localisation géographique

Située dans le département du Zou et des Collines et dans la commune de Bohicon, précisément dans l’arrondissement II, la Société des Huileries du Bénin (SHB) est une société agroalimentaire qui s’occupe de la transformation des graines oléagineuses principalement le coton et le soja en huile alimentaire et tourteaux pour le bétail. Sise au quartier HONMEHO au bord de la voie bitumée Bohicon–Abomey à environ 2 km du LYTEB, le domaine abritant l'usine et le siège de la Société des Huileries du Bénin couvre une superficie de 4,8 hectares sur une superficie totale de 30 hectares disponible.

Historique

Pour le traitement des fruits des palmeraies naturelles, il a été installé au Dahomey dans les années 1940 à 1950, la SONAHDA qui comptait quatre (4) huileries de petite capacité (Ahozon, Avrankou, Bohicon et Gbada) et une huilerie de palmiste à Cotonou.

La SONADER sera créée dans les années 1960 pour s’occuper de l’implantation des plantations de palmiers sélectionnés. Après l’installation des huileries destinées à traiter les produits des palmeraies sélectionnées, la SONADER devient la SOBEPALH. La SONAHDA ferme ses huileries de palme et devient SONICOG.

La SOBEPALH fut absorbée par la SONICOG en 1983 suite à des difficultés financières.

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En 1996, sous la pression de la Banque mondiale et l’Etat béninois optant pour le libéralisme économique depuis 1990, le Bénin se désengage de ses structures coopératives du palmier à huile et s’est inscrit dans une logique de privatisation de ses unités de production. En 1997, la SONICOG fut privatisée et cédée à des opérateurs économiques nationaux et sous régionaux. Trois entreprises reprirent le patrimoine et les activités de la SONICOG. Il s’agit de la société CODA-BENIN, de l’IBCG et de la SHB-Bohicon.

La SHB-Bohicon est un acquis du groupe SIFCA, leader dans le secteur de l'exploitation et de la transformation des produits agricoles de l'économie ivoirienne pour une valeur de 2,240 milliards FCFA en 1997. Dans l'optique d'assurer la gestion et le développement des activités de cette nouvelle société, ce groupe s'est mis en « joint- venture » avec des partenaires privés béninois pour créer le 22 mai 1997, la Société des Huileries du Bénin (SHB). Spécialisée dans les huileries, la nouvelle société se doit de relever un certain nombre de défis en matière de rentabilité et de compétitivité afin de répondre aux exigences et contraintes du monde moderne. Des investissements ont donc été faits de Janvier 1999 à Avril 2001 pour un coût de 7 milliards de francs, avec une technologie moderne et performante. Ces nouvelles installations ont permis à la SHB d’atteindre ses objectifs essentiels à savoir la production et le raffinage de l’huile de coton au départ puis de l’huile de soja d’une part et la production de tourteaux et d’aliment de bétail de bonne qualité, d’autre part. Grâce à ces équipements, la SHB dispose d’une capacité de production journalière de 400 tonnes. Elle a en effet augmenté son capital à 4.176.500.000 F soit 417.650 actions de 10.000 F. Depuis Juillet 2010, les actions se présentent comme suit : la SODECO détient 35% et le groupe ICA détient 65%.

Infrastructures et équipements

La SHB-Bohicon est une entreprise hautement industrialisée. Pour son fonctionnement, elle mobilise différentes ressources matérielles.

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En effet, la société dispose d'une usine d'une capacité théorique de transformation de 120.000 tonnes de graines par an avec un rendement en huile de 14 à 16%. Elle dispose

également de :

 trois (3) grands magasins de stockage des matières premières d’une capacité totale de 8000 tonnes ;

 un magasin pour les pièces détachées ;

 un grand magasin de stockage des tourteaux ;

 des terre-pleins pour le stockage des matières premières d’une capacité de 48000 tonnes ;

 un bloc administratif ;

 un laboratoire bien équipé ;

 une chaudière (chaufferie) à combustibles solides ;

 un service de maintenance disposant de trois (3) ateliers : atelier mécanique, atelier électricité et atelier de soudure ;

 un vestiaire ;

 une installation sanitaire (infirmerie) ;

 une section de conditionnement et de stockage de produits finis ;

 des tanks de conditionnement de l’huile ;

 quatre (4) camions pour le transport des matières premières et des produits finis ;

 un service de production composé de cinq (5) sections : section de décorticage- préparation, d’extraction-neutralisation, de raffinerie, de pelletisation et des utilités.

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o Décorticage et Préparation

La section de décorticage-préparation est composée des matériels suivants : Les nettoyeurs, les décortiqueuses, les batteuses, les densities, les silos, les trémies, les expandeurs, deux aplatisseurs, deux cuiseurs, les refroidisseurs, les transporteurs, les armoires électriques, les appareils de mesure et d’instrumentation, etc.

o Extraction et Neutralisation

La section d’extraction-neutralisation est composée des matériels suivants : l’extracteur, le condenseur, deux maturateurs, la centrifugeuse, les cuves, les décanteurs florentins, le Desolvantizer Toaster (DT), les bacs, le refroidisseur, les distillateurs, les armoires électriques, les appareils de mesure et d’instrumentation, etc.

o Raffinerie

La section de la raffinerie est composée des matériels suivants : le décolorateur, la trémie à terre décolorante, le système de filtres, le mélangeur terre décolorante-huile, la chaudière Haute Pression (HP), le désodoriseur, les refroidisseurs, les bacs de vitamine A, les armoires électriques, les appareils de mesure et d’instrumentation, etc.

o Pelletisation

La section de la pelletisation est composée des matériels suivants : les sécheurs, les malaxeurs, les presses à pelletiser, les balances, les transporteurs, les appareils de mesure et d’instrumentation, les ensacheurs, les armoires électriques, les machines à coudre, etc.

1.2 Personnel et organigramme de la SHB-Bohicon 1.2.1 Personnel

Dans le souci d’une bonne ambiance de travail dans l’usine, la SHB a reparti ses activités par fonction dans des directions, services et ateliers rigoureusement hiérarchisés. Nous avons alors :

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LE CONSEIL D'ADMINISTRATION (CA)

Il est l'organe suprême de décision de la société. Ce conseil est chargé d'élaborer la politique générale de l'entreprise et peut intervenir en toute circonstance pour la bonne marche de celle-ci. Il nomme le Directeur Général (DG).

LA DIRECTION GENERALE (DG)

Elle anime et coordonne toutes les fonctions et activités de la société. Elle opère de manière autonome par rapport au conseil d’administration à qui elle rend compte. La Direction Générale assume ses responsabilités en concertation avec ses principaux collaborateurs qui forment le comité de direction. Dans le cadre de l’accomplissement de son mandat, le Directeur Général est assisté d’un contrôleur de gestion.

□ Le Secrétariat particulier du Directeur Général (SP/DG)

Il gère les appels et les rendez-vous du Directeur Général. Traite le courrier du Directeur Général, enregistre et organise sa documentation et l’aide à préparer ses réunions.

□ Le Secrétariat Administratif de la Direction Générale (SA/DG) Il gère les appels entrants et sortants de la société (Standard), les rendez-vous et se charge de la transmission du message et du traitement des courriers au sein de la Direction. Il enregistre tous les documents entrants et sortants de la société et les transmet après affectation du Directeur général à qui de droit.

□ Le Service Contrôle de Gestion (SCQ)

Il assiste la direction générale dans l’élaboration des prévisions, de l’analyse des performances de la société et le reporting.

La Direction Administrative et Financière (DAF)

Elle est chargée de la tenue de la comptabilité, de la gestion de la trésorerie, de la gestion du personnel, et du suivi des affaires financières et administratives. Elle est garante du respect des obligations juridiques, comptables et fiscales qui incombent la

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société. En outre, elle s’assure de la mise en œuvre, de manière permanente, des règles de bonne gouvernance de la société.

□ Le Service Comptabilité (SC)

Il est chargé de la tenue des comptabilités générales et analytiques, ainsi que l’élaboration des déclarations fiscales et sociales.

□ Le Service des Ressources Humaines et Matérielles (SRHM)

Il est chargé de l’administration et de la gestion des ressources humaines et matérielles de la société, sous l’autorité du DAF.

□ Le Service informatique (SI)

Le SI assure la coordination de l’utilisation de l’outil informatique et sert d’interface entre les utilisateurs et les prestataires du service.

La Direction Commerciale et Logistique (DCL)

La Direction Commerciale et Logistique (DCL) est chargée, sous l’autorité du Directeur Général, de l’animation et de la coordination de l’activité commerciale des approvisionnements et de la logistique.

□ Le Service Commercial (SCo)

Le service commercial assure l’approvisionnement, tient les statistiques commerciales et procède à l’analyse des performances commerciales.

Il est également chargé de l’exécution des contrats de ventes et des relations avec les clients.

□ Le Service Approvisionnement et Logistique (SAL)

Le service approvisionnement et logistique a en charge l’organisation des achats de matières premières et de consommables et à la mise en œuvre de la logistique pour les achats et les ventes ainsi que la gestion des stocks des produits finis.

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La Direction Industrielle (DI)

Elle est chargée de l’animation et de la coordination des activités industrielles. Elle assure l’exploitation de l’usine, la maintenance des installations techniques et la qualité des produits fabriqués.

□ Le Service Maintenance (SM)

Il a pour attribution le suivi et le maintien en bon état du fonctionnement des équipements industriels et de leurs auxiliaires. A cet effet, il supervise en relation avec les autres services de la DI, les travaux de l’ensemble des équipes techniques de l’usine pour toutes les questions relatives à la maintenance. Il comprend : l’atelier mécanique, l’atelier électrique et l’atelier de soudure.

C’est justement dans ce service et plus précisément dans l’atelier mécanique que s’est déroulé notre stage.

□ Le Service Contrôle Qualité (SCQ) Il est chargé des tâches suivantes :

-suivi de la qualité des produits fabriqués conforment aux normes alimentaires et règlementaires,

-suivi de la qualité des matières premières,

-recherche de solution pour obtenir et pérenniser la satisfaction du client, -réalisation d’étude en vue du développement de nouveaux produits.

□ Le Service Production (SP)

Il s’occupe du bon fonctionnement des ateliers de production, de l’optimisation du rendement de production en cherchant sans cesse les paramètres idéaux des machines.

Il comprend les ateliers de nettoyage, de décorticage, de préparation, d’extraction, de neutralisation, de pelletisation, de raffinerie et d’utilités.

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□ Le Service Magasin (SMag)

Ce service est chargé de la gestion des magasins de matières premières, des Terre- pleins et de fournitures consommables ainsi que la mise en œuvre des décisions relatives à l’approvisionnement de l’usine en matières et fournitures industrielles diverses.

Le personnel total de l’entreprise est de 407 agents dont 57 permanents et 350 manœuvres.

1.2.2 Organigramme de la SHB-Bohicon

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1.2.3 Structures collaboratrices

La SHB-Bohicon entretient plusieurs relations avec plusieurs partenaires dont entre autres :

- Les banques telles que la Bank Of Africa (BOA) du Bénin et l’Ecobank. Elles octroient à la société des prêts pour la campagne et autres besoins financiers.

- Les usines d’égrenage : la SHB-Bohicon s’approvisionne en matières premières (graines de coton) auprès de ces usines. Elles sont au nombre de dix-huit.

- Les universités du Bénin : la SHB-Bohicon intervient dans la formation des étudiants béninois en offrant à ces derniers des stages pratiques et ceux-ci font des suggestions pour l’amélioration de sa production.

- Fludor Bénin SA : la SHB-Bohicon échange des connaissances techniques et des informations sur le marché avec Fludor Bénin SA.

- Les forces de l’ordre : les sapeurs-pompiers, la police, la gendarmerie et la douane.

- Les marchés nationaux et internationaux pour l’écoulement des produits fabriqués par l’usine et les coques.

- La Société Béninoise de l’Energie Electrique (SBEE) : la SHB-Bohicon est alimentée en énergie électrique par la SBEE.

- Les services prestataires : ils assurent l’entretien et la sécurité de la maison, l’emploi des manœuvres et l’accomplissement des tâches rares.

- Les fournisseurs : ils sont locaux et internationaux. Ils fournissent à la société les matières premières (graines de soja), les pièces de rechange, les intrants, les consommables et les fournitures de bureau.

(32)

Inter relation

Relation au sens unique

Figure 1.1: Diagramme de Venn de la SHB Bohicon [7]

1.3 Activités de la structure et approvisionnement en matière première par la SHB-Bohicon

1.3.1 Activités de la structure

La SHB-Bohicon s’occupe principalement de la production et la commercialisation de :

 l’huile VITALOR ;

 tourteaux et aliment bétail ;

 coques de coton.

SHB-Bohicon Usines d’égrenage Banques

BBANQU

SBEE

Universités du Bénin

Fludor

Bénin SA

Forces de

l’ordre Les Fournisseurs

Services prestataire s

Marchés

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1.3.2 Approvisionnement en matière première par la SHB-Bohicon

La matière première utilisée à la SHB est la graine de coton dont le nom botanique est Gossypium. En effet pour s’en approvisionner, la SHB signe des conventions avec des égreneurs nationaux et privés suite à des négociations qui portent essentiellement sur le prix et la quantité. La SHB fait ensuite la mise à disposition des sacs de jutes de 50 kg pour le conditionnement des matières premières.

Pour assurer l’approvisionnement en graines de l’usine, le Service Achats et le Service Gestion des Stocks organisent le recrutement, la formation et l’envoi des représentants de la SHB dans les usines d’égrenage. Les graines sont transportées au moyen des camions ou des wagons. Une fois les graines venues à la SHB, une procédure de réception et de stockage est mise en place et peut se résumer en six points :

 l’enregistrement des camions ;

 l’échantillonnage des graines contenues dans les camions ;

 le contrôle de la qualité des graines (humidité, taux de graines avariées) au laboratoire puis indication du stockage en fonction des résultats d’analyse ;

 le contrôle de poids par pont bascule ;

 le stockage des graines dans des magasins ou sur des terre-pleins.

1.3.3 Organisation du département de maintenance

Le service maintenance assure la disponibilité des équipements afin que ceux-ci réalisent les objectifs quantitatifs et qualitatifs de production à moindre coût.

L’efficacité de son travail devant être évaluée à partir des données de ses principaux documents de travail.

Les travaux effectués par le service maintenance sont de deux types :

 Les travaux de maintenance curative

 Les travaux de maintenance préventive (systématique et conditionnelle)

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Les principaux documents utilisés par le service maintenance pour les interventions sur les équipements sont :

- La Demande d’Intervention ou DI, - L’Ordre de Travail ou OT,

- Le permis de feu.

 La demande d’intervention

C’est le document de communication entre le service maintenance et les services utilisateurs des équipements. C’est le document que les ateliers établissent et font parvenir au service maintenance pour l’informer d’une panne.

 L’ordre de travail

C’est le document par lequel le responsable du service maintenance autorise l’exécution des tâches. Dans le cas des entretiens préventifs, l’OT est établi à partir du planning d’entretien préventif de chaque atelier.

 Le permis de feu

C’est le document qui autorise le maintenancier à apporter du feu dans une enceinte où il a risque d’incendie. Le chef maintenance vérifie toutes les conditions de sécurité et prend toutes les précautions afin d’éviter l’incendie avant de le délivrer.

Pour réussir cette mission, le service maintenance dispose de : - l’atelier mécanique ;

- l’atelier électrique ;

- un magasin des pièces de rechange et consommables.

 L’atelier mécanique

Il s’occupe de la maintenance des équipements mécaniques de la société et comprend trois sections : la mécanique des systèmes de production, le graissage des équipements de production, la mécanique automobile.

(35)

Les intervenants pour cet atelier sont repartis en trois équipes : le chef section mécanique, les mécaniciens de quart et une équipe de soudeurs.

 L’atelier électrique

Il est chargé de la maintenance des équipements électriques de la société. Il assure l’entretien, la prévision et l’intervention sur toutes les pannes électriques. Il comprend une équipe composée du chef section électrique et des électriciens de quart.

 Un magasin des pièces de rechange et consommables

Ce dernier sert à contenir et à gérer : l’outillage, les matières premières, les rechanges, les consommables, les produits d’entretien, les produits de lubrifications, les carburants etc…

Conclusion partielle

Ce chapitre nous a fait connaitre la SHB-Bohicon à travers son historique, ses infrastructures, son organisation structurelle, ses sources d’approvisionnement en matières premières, sans oublier l’organisation du département de maintenance.

(36)

2 CHAPITRE 2 : PROCESSUS DE PRODUCTION DE L’HUILE ET PRESENTATION DU PROJET

Introduction partielle

L’activité menée par la SHB est la fabrication de l’huile extraite des graines de coton ou des graines de soja d’une part et d’autre part des tourteaux et aliments bétails. Quel est le processus par lequel les gaines de coton ou de soja sont transformées en huile ? Comment obtient-on les tourteaux et aliments bétails ? Deux questions qui trouveront leurs réponses dans le développement qui suit. Et pour finir ce dernier, nous présenterons le projet, objet de notre mémoire.

2.1 Origine et les diverses opérations de transformation des graines de coton 2.1.1 Origine

La photo n°2.1 présente les graines de coton. Elles ont une origine industrielle. En effet, elles sont fournies par les industries d’égrenage dont le but est de séparer les graines des fibres de coton. La production de 100 kg de coton fibres par ces industries engendre 165 kg de graines. Une tonne de graines fournit environ 200 kg d’huile brute, 300 kg de coques et 500 kg de tourteaux.

Photo 2.1: Graines de coton [7]

(37)

2.1.2 Composition et valeur nutritionnelle des graines de coton

La composition et la valeur nutritionnelle des graines de coton sont regroupées dans le tableau suivant :

Tableau 2.1: Composition et valeur nutritionnelle de la graine de coton [16]

Matière sèche (MS) 92%

Protéines 22% MS

Cellulose brute 28% MS

Matière grasse 20% MS

Cendre 04% MS

Calcium 0,2% MS

Phosphore 0,6% MS

Energie brute 5400 kcal/kg MS

Lysine 0,78% MS

Méthionine 0,33% MS

Cystine 0,45% MS

Autres caractéristiques :

Tableau 2.2: Autres caractéristiques de la graine de coton [16]

Humidité 5-11

Acidité 0,9-3

Densité 0,36

Angle de Talus naturel 480

Pente pour le bon écoulement du produit 60° à 70°

Longueur 7 à 9 mm

Largeur 3 à 4 mm

Epaisseur 2 mm

Friabilité Assez dur

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Les valeurs affichées sont les plus couramment rencontrées. Elles dépendent de nombreux facteurs :

- maturité des graines lors de la récolte ; - année de récolte ;

- lieu de récolte ; - variété botanique.

Certaines caractéristiques, en particulier l’acidité, varient de façon continue au cours du stockage. La multiplicité des origines et des variétés fait de la graine de coton un produit très variable. Riche en matières grasses, beaucoup plus riche en fibres, la graine de coton permet de faire des rations pour des vaches laitières hautes productrices pour qui elles sont très énergétiques.

2.1.3 Les diverses opérations de transformation des graines de coton

L’huile VITALOR est obtenue après la transformation des graines du coton par une technologie bien précise. La production journalière de l’huile de coton est comprise entre 300 et 350 tonnes. L’huile est commercialisée sur les marchés nationaux et internationaux. Son procédé de fabrication regroupe les opérations à savoir la réception/stockage des matières premières, l’ensilage, le nettoyage, le décorticage, la cuisson, l’aplatissage, l’expandage des flocons, l’extraction, la neutralisation, la distillation, le raffinage, la fortification en vitamine A et enfin le conditionnement.

Notons que le laboratoire est sur la chaîne de production. En effet ce service assure tout au long de la chaîne de transformation le contrôle de la qualité des produits. Ainsi il est une porte ouverte dans toutes les unités de l’usine dans la mesure où divers échantillons sont prélevés chaque jour, un certain nombre de fois et à différents endroits.

Ceci permet à la SHB-Bohicon d’assurer la fidélité de sa clientèle et permet à l’usine de maximiser son rendement en surveillant un certain nombre de paramètres. Le diagramme technologique ci-après résume le procédé de transformation de la graine en AB, TCP, TCF et Vitalor.

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Figure 2.1: Diagramme technologique de la production d'AB, du TCP, du TCF, et de Vitalor [7]

STOCKAGE

NETTOYAGE

DECORTICAGE

CHAUFFERIE APLATISSAGE

CONDITIONNEMENT

EXPANDAGE

EXTRACTION

DESOLVANTISATION

SECHAGE

PELLETISATION

NEUTRALISATION NEUTRALISATION

DISTILLATION

DECOLORATION

DESODORISATION

AVARIE: < 20%

FFA; 4 - 5%

EAU: 6 - 7%

MG: 19 - 20%

Graine de coton Graine de coton

Graines nettoyées

Amande EAU: 6 - 7%

MG 34 - 36%

EAU: 6 - 7%

MG: 2 - 25%

ECHAPEE: < 4%

Coque

DB: 0,75 - 1%

DE: 1 - 1,5% Farine

Amandes applaties ou flocons

Amandes cuites

Miscella brut Farine désolvantisée

Miscella neutre

Huile neutre

Huile décolorée Farine séchée

Vers les ateliers utlisateurs de

vapeur d'eau

Vapeur d'eau saturée 16 bars

C : 6,5 - 7 R Huile désodorisée super raffinée

AB

EAU : 10 - 12%

COQUES : >ou= 70%

MG : <ou= 6%

EAU :09 - MG : < 7%

TCP TCF

EAU : 08 - 10%

MG : < 7%

Vitalor

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2.1.4 Les coques de cotons

La graine de coton a une coque importante. Celle-ci est couverte de fins poils qui constituent le linter. Les coques et les linters sont des matériaux très cellulosiques (respectivement 53% et 86% de cellulose). Les coques de coton sont relativement appétissantes et peuvent stimuler l’ingestion dans les rations de vaches laitières pauvres en fibres. La coque représente 25% à 34% du poids de la graine et le linter 11 à 16%.

Les linters servent à faire des matelas bon marché ou du papier de très belle qualité. Ils sont la base du papier hygiénique type « lotus ». Le tableau suivant présente la composition et la valeur nutritionnelle des coques de coton.

Tableau 2.3: Composition et valeur nutritionnelle des coques de coton [16]

Matière sèche (MS) 92%

Protéines 5% MS

Cellulose brute 53% MS

Matière grasse 03% MS

Cendre 03% MS

Calcium 0,15% MS

Phosphore 0,19% MS

Energie brute 4500 kcal/kg MS

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2.2 Description de la chaîne de production 2.2.1 Production de l’huile de coton

Ensilage-nettoyage

Les graines de coton sont versées dans des trémies d’ensilage comme le montre la photo n° 2.2. Des trémies, les graines seront transportées vers les nettoyeurs. Ces derniers ont pour but de les débarrasser des corps étrangers comme les métaux, les cailloux, etc. Les graines tombent sur une vis qui les conduit vers un élévateur qui alimente deux silos.

Photo 2.2: Ensilage des graines de coton [7]

Décorticage

A l’aide d’un relayeur, les graines sont convoyées aux décortiqueuses séparatrices qui ont pour rôle d’ouvrir les graines et de séparer ensuite par battage les coques des amandes oléagineuses. Les amandes (présentées sur la photo n°2.3) ainsi obtenues sont recueillies dans des trémies de stockage. Après battage une partie des coques est acheminée par des vis et un élévateur vers la chaufferie où elles servent de combustible pour la production de vapeur. La seconde partie est conservée dans des magasins de stockage dans le souci de préserver leur qualité car elles serviront à la production de l’aliment bétail.

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Photo 2.3: Amandes de coton [7]

Broyage ou aplatissage

Les amandes sont transférées des trémies vers l’aplatisseur au moyen des vis convoyeuses et des élévateurs. Il est composé de deux grands cylindres de mêmes dimensions de mouvement rotatif opposé l’un par rapport à l’autre. Les amandes mélangées avec 12 à 14 % de coques glissent à travers les deux tambours métalliques qui les aplatissent au fur et à mesure en écrasant les cellules oléiques des amandes. Les amandes aplaties ou flocons sont présentées sur la photo suivante.

Photo 2.4: Amandes de coton aplaties [7]

Cuisson

Il se fait dans un conditionneur à 5 étages communiquant à température croissante de 45 à 105°C à partir d’une vapeur d’eau de 2 barg. Les flocons après avoir traversé cette étape, deviennent de la farine ou amandes cuites et sont présentées sur la photo suivante.

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Photo 2.5: Amandes de coton cuites [7]

Expandage

L’expandage a pour rôle de soumettre les amandes aplaties et cuites à un brassage en présence de la vapeur qui maintient le mélange pâteux. Ce brassage provoque la mise à disposition des cellules oléiques. L’ajout de coques pendant l’aplatissage permet d’absorber le peu d’huile libérée dans l’expandeur. L’expandeur est monté à une vapeur d’eau de 5 barg mais utilise 105°C pour son opération. A la sortie de l’expandeur, les amandes cuites devenues des collets, sortent par des trous appelés buses à 77°C et sont refroidis à une température de 50 à 55°C. Le refroidissement des collets est nécessaire car cela permet l’évaporation de la vapeur des pores, créant ainsi le passage à l’hexane pour l’opération d’extraction. La photo suivante montre les collets obtenus après expandage.

Photo 2.6: Les collets [7]

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Extraction

Les collets obtenus et refroidis sont envoyés à l’extraction par un transporteur à chaîne. Par un système d’arrosage de solvant (hexane) la matière grasse est extraite des collets : le solvant agit simultanément à une migration de l’huile en trois temps :

 diffusion moléculaire de l’intérieur des particules vers l’extérieur ;

 diffusion moléculaire à la surface du produit soumis au solvant et cela dans la couche périphérique ;

 diffusion de convergence de l’huile, de la couche périphérique vers le solvant en mouvement.

A la fin de cette extraction on obtient un mélange d’huile et d’hexane appelé miscella brut ou huile brute (photo n° 2.7) et de la farine déshuilée. Ce mélange ainsi obtenu est envoyé à la neutralisation dans des cuves munies d’une pompe à recirculation et d’un moteur agitateur permettant de l’homogénéiser. Quant à la farine déshuilée appelée tourteau, elle est séchée et débarrassée de toutes traces d’hexane dans le DT (Désolvantiseur Toaster). Elle est enfin destinée à l’atelier de pelletisation.

Photo 2.7: Miscella brut [7]

Neutralisation chimique (alcaline)

Elle vise essentiellement à éliminer les acides gras libres nuisibles à la qualité de l’huile sous forme de savons, par une solution de soude et d’acide phosphorique. Elle débarrasse l’huile de la totalité des substances indésirables comme : les phospholipides qui forment des précipités mucilagineux. Les traces éventuelles de métaux qui peuvent s’oxyder. La soude est l’élément important de la neutralisation. Elle a un effet