La méthodologie de séchage du raphia révèle des résultats surprenants : la vitesse de séchage varie selon la position de l’échantillon et les conditions de travail. Ces découvertes, basées sur des modélisations avancées, sont essentielles pour optimiser les processus industriels liés à ce matériau.
Université Marien Ngouabi
École Nationale Supérieure Polytechnique
Chaire UNESCO en Sciences de l’Ingénieur
Mention : Sciences de l’Ingénieur
Parcours : Mécanique, Énergétique et Ingénierie
Spécialité /Option : Mécanique des matériaux et Ingénierie
Diplôme de Master
Mémoire pour l’obtention du diplôme de Master
Effet des conditions de séchage sur la cinétique de séchage du rachis du palmier raphia hookeri.
Présenté et soutenu publiquement
Le 16 décembre 2015
par
Obami-ondon Harmel
Titulaire du Diplôme d’Ingénieur en Métallurgie
Supervisé par : Prof. Elenga Raymond Gentil
Année : 2014 – 2015
Dans ce travail, des résultats expérimentaux relatifs à la cinétique de séchage du rachis du palmier raphia hookeri sont présentés. Les expériences sont effectuées dans un four à micro-ondes à différentes puissance (126W, 256W et 406W) à un cycle de 60 secondes, à l’étuve à différentes température (40, 50, 60 et 90°C) avec un pas de 05 minutes et à l’air libre en faisant la pesée chaque 6h. Pour chaque essai, le produit est séché jusqu’à la stabilisation de masse. En suivant le séchage le long du rachis par rapport à la position de l’échantillon sur le bambou et dans les différentes conditions, les résultats montrent que la cinétique de séchage du bambou, n’est pas homogène.
La vitesse du séchage des échantillons, dépendrait de la position de celui-ci sur le bambou et aussi de la variation des conditions de travail (température à l’étuve et puissance au four à micro-ondes). Les résultats expérimentaux à l’ambiante, au four micro-ondes et à l’étuve sont modélisés à l’aide d’un logiciel professionnel OriginPro8.
Pour le 1er rachis séché au four à micro-ondes, le modèle de Khazaei présente les meilleurs résultats à différentes puissance avec un coefficient de détermination égal à 0.9997 et un khi-carré égal à 3,11895E-5 à 126W (le tableau V). Cependant, pour le 2ème et le 3eme bambou, étudié à l’étuve et à l’ambiante, le même modèle de Khazaei simule mieux les courbes de cinétique de séchage à différentes températures (tableau IV).
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Mots-clés : Rachis du palmier raphia, Bambou, modélisation et la cinétique de séchage.
Résumé
Dans ce travail, des résultats expérimentaux relatifs à la cinétique de séchage du rachis du palmier raphia hookeri sont présentés. Les expériences sont effectuées dans un four à micro-ondes à différentes puissance (126W, 256W et 406W) à un cycle de 60 secondes, à l’étuve à différentes température (40, 50, 60 et 90°C) avec un pas de 05 minutes et à l’air libre en faisant la pesée chaque 6h.
Pour chaque essai, le produit est séché jusqu’à la stabilisation de masse. En suivant le séchage le long du rachis par rapport à la position de l’échantillon sur le bambou et dans les différentes conditions, les résultats montrent que la cinétique de séchage du bambou, n’est pas homogène. La vitesse du séchage des échantillons, dépendrait de la position de celui-ci sur le bambou et aussi de la variation des conditions de travail (température à l’étuve et puissance au four à micro-ondes).
Les résultats expérimentaux à l’ambiante, au four micro-ondes et à l’étuve sont modélisés à l’aide d’un logiciel professionnel OriginPro8. Pour le 1er rachis séché au four à micro-ondes, le modèle de Khazaei présente les meilleurs résultats à différentes puissance avec un coefficient de détermination égal à 0.9997 et un khi-carré égal à 3,11895E-5 à 126W (tableau V). Cependant, pour le 2ème et le 3eme bambou, étudié à l’étuve et à l’ambiante, le même modèle de Khazaei simule mieux les courbes de cinétique de séchage à différentes températures (tableau IV).
Introduction Générale
Contexte
Pour préserver l’environnement et les ressources naturelles il y a une tendance mondiale à utiliser préférentiellement les ressources renouvelables et à faible impact environnemental. C’est ainsi que des matériaux comme le bambou chinois, le bois, la terre trouvent de plus en plus d’utilisations dans de domaines variés et à grande valeur ajoutée (composites, textile technique, automobile, aviation, etc.).
Justification
Le rachis du palmier raphia (bambou) est « renouvelable », biodégradable et a beaucoup d’utilisations traditionnelles. En Afrique en générale et au Congo en particulier il est utilisé comme matériau de construction des maisons (fig.1). Sa structure ressemble fortement à celle du bambou chinois. A l’instar de ce dernier, de nouvelles applications du rachis du palmier pourraient être développées, comme les textiles techniques, les revêtements, etc.
Mais aujourd’hui encore l’utilisation du rachis repose entièrement sur un savoir empirique. Pour son utilisation, le rachis est séché au soleil, mais la durée de séchage était estimée au jugé. De plus, très souvent, il présente des fissures. Pour une production plus intensive, il importe de maîtriser toutes les étapes de la production dont le séchage.
En effet, la connaissance de la durée de séchage, permettrait de mieux gérer les temps d’exposition et une maîtrise des conditions de séchage pourrait permettre d’éviter l’apparition de fissures.
Problématique
A notre connaissance, très peu d’études ont porté sur le séchage du rachis du palmier raphia.
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Figure 1 : Illustration des maisons en rachis du palmier raphia hookeri.
Contrairement aux travaux relatifs au séchage des produits agroalimentaires et le bois qu’ont été développés au cours des dix (10) dernières années, il n’en est pas de même pour certains produits tropicaux, en particulier le rachis du palmier raphia Hookeri pour lequel très peu d’articles existent à notre connaissance.
Objectifs
En tenant compte des aspects mentionnés plus haut et pour une meilleure connaissance de sa cinétique de séchage, nous nous proposons dans le cadre de ce travail mener une étude sur les effets des conditions de séchage sur la cinétique de séchage du palmier raphia.
L’objectif général, étude de mettre en évidence l’impact des conditions de séchage sur la cinétique de séchage du rachis du palmier raphia hookeri.
Objectifs spécifiques :
Etudier la cinétique de séchage le long du rachis (bambou) du palmier au four à micro-onde, à l’étuve et à l’air libre ;
Modéliser la cinétique de séchage.
Ce travail est divisé en trois chapitres :
Le chapitre I : présente les généralités;
Le chapitre II : porte sur le matériel et méthodes ; Le chapitre III présente les résultats et discussion.
Questions Fréquemment Posées
Quel est l’effet des conditions de séchage sur la cinétique de séchage du rachis du palmier raphia hookeri?
La vitesse de séchage dépend de la position de l’échantillon sur le bambou et des conditions de travail, telles que la température à l’étuve et la puissance au four à micro-ondes.
Comment les expériences de séchage du rachis de raphia hookeri ont-elles été réalisées?
Les expériences ont été effectuées dans un four à micro-ondes à différentes puissances et à l’étuve à différentes températures, avec des pesées effectuées toutes les 6 heures jusqu’à stabilisation de masse.
Quel modèle a été utilisé pour modéliser les résultats expérimentaux de séchage?
Les résultats expérimentaux ont été modélisés à l’aide du modèle de Khazaei, qui a montré des coefficients de détermination élevés, notamment 0.9997 à 126W.