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Conception d'un système d'aspiration de poussière au poste de ponçage de carreaux de la MIPROMALO

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par Saturnin TACHOULA TSOGNO
Ecole nationale supérieure polytechnique de Yaoundé - Ingénieur génie industriel 2005
Dans la categorie: Sciences
  

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TABLE DES MATIERES

DEDICACES I

REMERCIEMENTS II

NOMENCLATURE V

LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES VI

RESUMÉ VII

ABSTRACT VII

INTRODUCTION GENERALE ET PROBLEMATIQUE 1

CHAPITRE I LA MIPROMALO ET LA PRODUCTION DES CARREAUX 2

I-1. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE 3

I-2. PRODUCTION DES CARREAUX 3

I-2-1. Le procédé de fabrication 4

I-2-2. Le ponçage 4

I-3. LES POUSSIERES 5

I-3-1. Définition 5

I-3-2. Origine 5

I-3-3. Caractères physiques et chimiques des poussières 5

I-3-4. Les risques de poussières 6

I-3-5. Normes et poussières 6

CHAPITRE II ANALYSE ET ELABORATION DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNELLES 8

II-1. ANALYSE FONCTIONNELLE DU BESOIN 9

II-2. ANALYSE FONCTIONNELLE TECHNIQUE 10

II-2-1. Principe 10

II-2-2. FAST de créativité du système 11

II-3. CAHIER DES CHARGES FONCTIONNELLES 12

CHAPITRE III GENERALITE SUR LES CONVOYEURS PNEUMATIQUES 13

III-1. DEFINITION 14

III-2. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 14

III-3. TYPES DE CONVOYEURS PNEUMATIQUES 14

III-4. CHOIX JUSTIFIE DU TYPE DE CONVOYAGE 14

III-5. LES VENTILATEURS 17

III-5-1. Définition 17

III-5-2. Principe de fonctionnement 17

III-5-3. Types de ventilateurs 19

III-5-4. Choix justifié du type de ventilateur 19

III-5-5. Description d'une machine centrifuge 20

CHAPITRE IV CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME D'ASPIRATION 24

IV-1. DESCRIPTION 25

IV-1-1. Schéma pneumatique du système 25

IV-1-2. Vue en perspective du système 26

IV-1-3. Fonctionnement du système 27

IV-2. DIMENSIONNEMENT 29

IV-2-1. Dimensionnement du réseau aéraulique 29

IV-2-1-1. Hypothèses 29

IV-2-1-1-1. Vitesse d'écoulement 29

IV-2-1-1-2. Débit d'air à prévoir 29

IV-2-1-2. Le capotage 30

IV-2-1-3. Calcul du réseau 32

IV-2-1-3-1. Choix de la méthode 33

IV-2-1-3-2. Diamètre des conduites 33

IV-2-1-4. Calcul des pertes de charges 34

IV-2-1-4-1. Pertes de charges linéaires 34

IV-2-1-4-2. Pertes de charges singulières 36

IV-2-1-4-3. Pertes de charges à la traversée du filtre 36

IV-2-1-4-4. Pertes du au capotage (entrée du réseau de gaine) 36

IV-2-2. Calculs du ventilateur 37

IV-2-2-1. Hauteur manométrique du ventilateur 37

IV-2-2-2. Choix du ventilateur 37

IV-2-2-3. Puissance électrique absorbée par le ventilateur : 38

V-2-2-4. Choix du moteur 39

IV-2-3. Dimensionnement de la transmission de puissance 39

IV-2-3-1. Choix du Types de transmission de puissance 39

IV-2-3-2. Dimensionnement des poulies et courroies 40

VI-2-4. Dimensionnement de la cabine 43

VI-2-5. Dimensionnement du separateur 48

VI-3. SCHEMA ELECTRIQUE DU SYSTEME ET EVALUATION DU COUT DE REALISATION 50

VI-3-1. Schéma de puissance 51

VI-3-2. Schéma de commande 52

VI-3-3. Description du fonctionnement 53

VI-3-4. Coût de réalisation du système 53

IV-4. PROCEDÉ D'OBTENTION DES COMPOSANTS DU SYSTEME 54

CONCLUSION GENERALE 56

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 57

ANNEXES 58

ANNEXE 1. DESSINS DE DEFINITIONS 59

1-1. Cabine de ponçage 59

1-2. Filtre à poussière 60

ANNEXE 2. CHOIX DE LA VITESSE D'ASPIRATION 61

ANNEXE 3. COURBE DE FONCTIONNEMENT DU VENTILLATEUR 62

ANNEXE 4. DIAGRAMME DE MODDY MOURINE (COEFFICIENT DE PERTE DE CHARGE LINÉAIRE) 63

ANNEXE 5. COEFFICIENT DE PERTES DE CHARGES SINGULIERES 64

ANNEXE 6. PERTES DE CHARGES DU AU CAPOTAGE 65

ANNEXE 7. ABAQUES POUR CYCLONES 66

NOMENCLATURE

Symbole

Définition

Unité

dP 

Diamètre primitif petite poulie

DP

Diamètre primitif grande poulie

m

L

Longueur

m

LP

Longueur primitive de la courroie

m

Nd

Vitesse de rotation petite poulie  

tr/min 

ND

Vitesse de rotation grande poulie  

tr/min 

H

Hauteur monomérique

Pa

Ht

Hauteur manométrique totale

Pa

Q

Débit volumique 

m3 /h

Re

Nombre de Reynolds 

-

Section de la conduite

m2  

Vitesse de l'écoulement 

m/s 

 

Variation de pression totale 

Pa 

 

Variation de pression statique 

Pa 

 

Variation de pression dynamique

Pa 

 

Perte de charge d'un linéaire

Pa 

 

Perte de charge d'un singulière 

Pa 

 

Rendement

-

 

Viscosité cinématique 

m2 /s 

 

Masse volumique 

kg/m3  

M

Masse

Kg

J

Moment d'inertie

Kg.m2

P

Pression

Bar

PD

Pression dynamique

Bar

Pt

Pression totale

Bar

PS

Pression statique

Bar

 

Hauteur des aspérités de surface

Mm

 

Coefficient de frottement

-

 

Coefficient de perte de charge singulière

-

I

Intensité de courant

A

cos

Facteur de puissance

-

LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES

TABLEAUX

Tableau

Titre

page

1

Comparaison des types de convoyage

16

2

Comparaison des types de ventilateurs

20

3

Nomenclature

35

4

Choix de la méthode de dimensionnement

38

5

Pertes de charges linéaires

39

6

Pertes de charges singulières

40

7

Récapitulatif des pertes de charges dans le réseau

41

8

Caractéristiques du ventilateur

42

9

Caractéristiques du moteur

43

10

Choix de la transmission de puissance

45

11

Choix du séparateur

51

11

Caractéristiques du matériau

55

12

Coût d'acquisition

58

FIGURES

Figure

Titre

page

1

Présentation d'un carreau produit par la MIPROMALO

4

2

Process de fabrication des carreaux

4

3

Analyse externe du besoin

10

4

Principe du FAST

11

5

FAST multi niveau du système

12

6

Types de systèmes de convoyage

15

7

Dépression à travers un réseau aéraulique

18

8

Hauteur manométrique totale d'un ventilateur

19

9

Mouvement d'air durant la compression

20

10

Vue éclaté d'un ventilateur centrifuge

21

11

Schéma d'un ventilateur centrifuge

22

12

Turbines de ventilateur centrifuge et leurs rendements

22

13

Schéma pneumatique du système d'aspiration

25

14

Forme des lignes d'égales vitesses à l'entrée des conduites d'aspiration

33

15

Effets de la collerette sur les lignes d'égales vitesses

34

16

Forme du capot choisi

34

17

Vue en perspective du réseau aéraulique

37

18

Transmission poulie courroie

44

19

Section de la courroie trapézoïdale

45

20

Cas de charge

48

21

Déplacement imposé

48

22

Répartition des contraintes de Von Mises

50

23

Déformé de la structure

51

24

Contrôle de conception

50

25

Fonctionnement du cyclone

52

26

Schéma électrique de puissance du système

55

27

Schéma électrique de commande du système

56

RESUMÉ

Le présent travail consiste à concevoir pour les besoins de l'unité des carreaux de la Mission de Promotion des Matériaux Locaux (MIPROMALO), un poste de ponçage muni d'un système d'aspiration, de traitement et de collecte des poussières issues du ponçage des carreaux. Pour mener à bien notre étude, nous avons dans un premier temps redéfini les besoins et étudié les solutions envisageables afin de justifier le choix de la solution retenue. Ensuite, nous avons ressorti les dessins d'ensemble et de définitions du système conçu et enfin, nous avons dimensionné les différents éléments du système afin d'obtenir les caractéristiques optimales et d'ajuster les dessins de définition. Par ailleurs, nous avons ressorti les schémas électriques illustratifs de puissance et de commande du système. Cette étude nous a permise finalement d'évaluer le coût de réalisation du dit système à 1 216 150 F CFA. Montant largement minimisé et à la portée de la MIPROMALO qui encourage d'ailleurs le chargé de la recherche de MIPROMALO à passer au plus vite à la phase de réalisation.

ABSTRACT

This work consists in designing a pumicing workstation equipped with a dust sucking and processing system for the tile production unit of MIPROMALO. Initially, after having redefined the needs and studied the possible solutions, we have justified the one retained for our system. Then, we brought out the full drawings as well as definitions drawings of the designed system and finally, we sized the various elements of the system in order to obtain the optimal characteristics and to adjust the design drawings. In addition, we made the illustrative electric diagrams of the system. This study helped us finally to evaluate the realization cost of the system as 1 216 150 F CFA, this sum been within the reach of MIPROMALO which besides, encourages the research department of MIPROMALO to realize the system as fast as possible.

.

INTRODUCTION GENERALE ET PROBLEMATIQUE

La Mission de Promotion des Matériaux Locaux (MIPROMALO) est un organisme parapublic spécialisé dans la recherche et la valorisation des matériaux de construction locaux. Elle a pour objectif premier de réduire le coût de l'habitat au Cameroun. C'est dans cette optique qu'elle produit des briques de terre stabilisées, des carreaux et tuiles à des coûts très accessibles. Or, lors des multiples phases de ponçage qui sanctionnent la production des carreaux à micro béton, l'atelier de production des carreaux et même celle de cuisson et de séchage des briques avoisinant, se trouvent quasiment obligé d'interrompre les travaux vu la quantité importante de poussières issues de l'opération de ponçage.

En considérant les dommages causés en perte de production, vu le fait que les poussières sont causes de maladies professionnelles telles que le cancer de l'ethmoïde et sachant que les règlementations internationales limitent le taux d'empoussièrement des postes de travail à d'air pour les poussières alvéolaires, la MIPROMALO a donc décidé de se doter d'un poste de ponçage muni d'un système d'aspiration, de traitement et de collecte des poussières issues de l'opération de ponçage.

Le dit système devra être d'utilisation facile, de longévité élevé et de coût de réalisation et de maintenance faible. Pour ce faire, nous allons tour à tour :

· faire une analyse fonctionnelle externe et interne du besoin question de repréciser le cahier des charges.

· présenter les différentes techniques d'aspiration et de dépoussiérage afin d'en justifier celle retenue pour notre système.

· présenter le système conçu à travers les différents dessins d'ensemble et de définitions.

· dimensionner tous les éléments du système pour un fonctionnement optimal.

· proposer les modèles de fabrication et d'obtention des différents éléments.

· ressortir les schémas électriques du système et évaluer le coût d'acquisition de ce dernier.

CHAPITRE I LA MIPROMALO ET LA PRODUCTION DES CARREAUX

Contenu du chapitre

I-1. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE

I-2. PRODUCTION DES CARREAUX

I-2-1. Le procédé de fabrication

I-2-2. Le ponçage

I-3. LES POUSSIERES

I-3-1. Définition

I-3-2. Origine

I-3-3. Caractères physiques et chimiques des poussières

I-3-4. Les risques de poussières

I-3-5. Normes et poussières

L'étude de tout système de dépoussiérage commence par la connaissance du matériel à capter. Dans ce chapitre, après avoir présenté brièvement la MIPROMALO, nous nous attarderons sur le procédé de fabrication des carreaux et à la fin du chapitre, nous donnerons les caractéristiques principales des poussières à capter.

I-1. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE

La mission de promotion des matériaux locaux (MIPROMALO) a été crée en 1990 par décret No 90/ 1253 et a démarré ses activités trois ans plus tard. Elle a pour principale mission de valoriser l'emploi des matériaux localement fabriqué en vue de réduire les coûts de l'habitat au cameroun.

Depuis 2000 et conformément à la loi No 99/016 du 22 décembre 1999 portant statut général des établissements publics et des entreprises du secteur public et parapublic, la MIPROMALO a un statut d'établissement public doté de l'autonomie financière et de la personnalité juridique.

La MIPROMALO est placé sous la tutelle technique du ministère de la recherche scientifique et technique.

Les principaux produits proposés par la MIPROMALO sont :

- Les blocs de terre comprimée.

- Les tuiles en micro-béton.

- Les carreaux.

- Les briques réfractaires et les briques stabilisées au ciment.

- Les pavés.

- Les produits de la poterie.

Il parait nécessaire de s'attarder sur l'unité de production des carreaux étant donne que notre travail y est consacré.

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