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Contribution à  la diminution des casses dans la production des briques de terre cuite à  la PROMOBAT

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par Patrick LEMOUGNA NINLA
Université de Yaoundé I - D.E.S.S 2004
  

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IV-3- 5 : La masse volumique apparente

Les résultats des masses volumiques apparentes sont regroupés dans le tableau XII. Les figures 8a et 8b montrent les masses volumiques apparentes des différentes formulations en fonction de l'évolution de la température. Les masses volumiques du matériau AE croissent de 1,61g/cm3 à 1,94g/cm3 quand la température évolue de 850°C à 1100°C. A basse température (850°- 900°C), les ajouts de sable élèvent légèrement la masse volumique, tandis qu'à haute température (1050°, 1100°C), on observe le phénomène contraire. Ceci peut s'expliquer par le fait qu'à basse température, les réactions de densification étant faibles, le sable est encore plus dense que la matrice céramique dans laquelle il est noyé ; tandis qu'à haute température, les réactions de consolidations entraînent une augmentation de la densité de la matrice. Ce qui a pour effet d'inverser le phénomène observé aux plus basses températures.

Tableau XII : Masses volumiques apparentes (en g/cm3 ) des produits de cuisson en fonction

de la température

Température (°C)

Figure 9a : Masse volumique apparente des céramiques de coupures AE-
AN en fonction de la température

Masse volumique apparente(g/cm3)

2

1,95

1,9

1,85

1,8

1,75

1,7

1,65

1,6

1,55

1,5

850 900 950 1000 1050 1100

E0 E20 E30 En

Températures Formulations

 

850°C

900°C

950°C

1000°C

1050°C

1100°C

E0

1,61

1,64

1,65

1,65

1,72

1,94

E20

1,63

1,64

1,65

1,65

1,71

1,87

E30

1,65

1,66

1,66

1,66

1,71

1,8

En

1,74

1,74

1,72

1,77

1,79

1,76

AS9

1,63

1,65

1,66

1,65

1,74

1,91

AS15

1,65

1,67

1,65

1,64

1,75

1,82

Masse volumique apparente
(g/cm3)

Figure 9b : Masse volumique apparente des céramiques de mélange AE-
SF en fonction de la température

1,95

1,85

1,75

1,65

1,55

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

2

850 900 950 1000 1050 1100

Température(°C)

E0 AS9 AS15

IV.3.6- La resistance a la flexion (8 )

Les résultats de la résistance à la flexion sont regroupés dans le tableau XIII. Les figures 9a et 9b présentent les variations de ö des différentes formulations en fonction de la température. Ces résultats montrent qu'entre 850 et 1100°C, la résistance mécanique des céramiques des formulations élaborées augmente avec l'élévation de la température et diminue avec la proportion de dégraissant incorporée. Entre 850 et 1100°C la résistance à la flexion du matériau AE varie de 1,78 à 7,30 Mpa tandis que celle de AS15 varie de 1,04 à 3,13 Mpa. Ceci nous montre l'aspect négatif de l'ajout de dégraissant sur les propriétés mécaniques de l'argile d'Etoa. En effet, bien que le dégraissant induise certains avantages au cours du séchage de l'argile d'Etoa, son apport ne doit pas dépasser 10% (en masse) si nous voulons atteindre une résistance à la flexion supérieure à 4Mpa à 1100°C. Généralement pour les produits céramiques, les propriétés mécaniques augmentent avec la température de cuisson jusqu'à ce que la phase vitreuse atteigne une proportion optimale. Au-delà de cette proportion, toute augmentation de la température entraîne leur diminution [33,34]. Ceci nous amène à croire que la résistance à la flexion de nos formulations peut encore augmenter si nous élevons la température de cuisson.

Les briques de terre cuite étant des matériaux fragiles, la rupture s'effectue au cours du chargement élastique dès que la contrainte atteint localement le seuil critique de décohésion inter atomique. Cette séparation se produit par propagation de fissures existant dans le matériau. La rupture est donc fortement influencée par la présence d'entaille (macro fissures) résultant de défauts de fabrication ou de conception [36,37]. Il est donc nécessaire de procéder à un broyage des matières premières et d'effectuer une bonne homogénéisation de la pâte avant le façonnage.

43

Mémoire de D.E. S. S en Chimie bidustrielle

Tableau XIII: Résistance à la flexion (en Mpa ) des produits de cuisson en fonction de la température

Température (°C)

Figure 10a : Résistance à la flexion des céramiques de coupures AE-AN en
fonction de la température

Resistance a la flexion (Mpa)

850 900 950 1000 1050 1100

E0 E20 E30 En

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Température(°C)

Figure 10b : Résistance à la flexion des céramiques de mélange AE-SF en
fonction de la température

Resistance a la flexion (Mpa)

850 900 950 1000 1050 1100

E0 AS9 AS15

8

7

6

5

4

3

2

1

0

44

Températures Formulations

 

850°C

900°C

950°C

1000°C

1050°C

1100°C

E0

1,78

2,36

2,57

2,76

4,49

7,3

E20

1,6

1,66

1,61

2,23

2,93

4,6

E30

1,29

1,49

1,62

1,79

2,42

3,59

En

0,58

0,67

0,72

1,06

1,14

1,41

AS9

1,57

1,72

2

2,08

3,46

4,76

AS15

1,04

1,42

1,58

1,96

2,07

3,13

IV-4 : PROGRAMME THERMIQUE UTILISÉ À PROMOBAT

Les résultats des mesures de températures effectuées à PROMOBAT sont regroupés dans le tableau XIV. Étant donné que nous avons utilisé un thermocouple à une soudure, à la température correspondante à la force électromotrice lue sur le multimètre, nous ajoutons la valeur de la température ambiante (26°C) pour obtenir la température mesurée. La figure 11 montre l'évolution de la température en fonction du temps pour une cuisson réalisée au cours du mois de décembre 2003. Cette courbe représente un programme de cuisson dont la vitesse de chauffe ne constitue aucun danger pour la qualité des produits. Malheureusement, suite à l'absence de capteurs et d'enregistreurs de températures à PROMOBAT, les programmes de cuisson varient en fonction de la nature et de l'humeur de ceux qui cuisent. C'est l'une des raisons pour laquelle on observe parfois des taux de casse très élevés (supérieure à 50%) sur cuit. D'après la figure 11, il ressort que la température maximale à l'endroit où est placé le thermocouple est de 836°C. Par ailleurs, nous avons noté des écarts de température supérieure à 300°C dans le four au cours de la cuisson ; ce qui justifie quelques différences observées quant à l'aspect des produits cuits.

Tableau XIV : Résultats des mesures de température effectuées à PROMOBAT

Temps (heures)

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

f.e.m
(mv)

0,8

1,2

1,8

2,3

3,1

3,9

4,5

4,8

5,1

5,5

6,5

8,3

9,6

10,4

10,9

12,5

14,0

15,3

16,7

17,5

Températures (°C)

46

56

71

83

102

121

136

143

150

160

185

230

262

282

294

333

371

396

433

452

Temps (heures)

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

17,5

18

f.e.m
(mv)

18,2

19,3

22,5

23,6

24,7

25,1

26,8

27,9

28,1

29,0

29,5

30,7

31,7

32,8

33,7

33,6

Températures
(°C)

469

495

570

595

621

631

671

697

702

716

735

763

788

814

836

833

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Temperatures (V)

400

900

800

700

600

500

300

200

100

0

Temps (en heure)

45

Figure 11 : Variations de la température en fonction du temps de chauffe à PROMOBAT

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"Entre deux mots il faut choisir le moindre"   Paul Valery