Propriétés et applications du chanvre

INTRODUCTION

Dans ce chapitre nous présenterons la filasse : fibre du chanvre où du sisal ; pour cela nous commencerons par une présentation des plantes.

ORIGINE DU SISAL

Le sisal est originaire de l’est du Mexique .Sisal est également le nom de la fibre extraite des feuilles de cette plante.
Le nom provient de la ville de Sisal situé dans la province du Yucatan.L’intérêt de cette plante poussera des pays européens comme, la Belgique et la France ; des pays américains comme, le Brésil, la Colombie, le Venezuela et Cuba à introduire cette plante dans leur agriculture.
L’introduction du sisal en Afrique est à mettre à l’actif des colons.Il a été introduit au Congo par les Belges, en Afrique du Nord (Maroc et Algérie ) ,en Madagascar et en A.O.F (Haute-Volta ,Mali ,Guinée et Sénégal ) par les Français.

FAMILLE VEGETALE DU SISAL

Le sisal est une des nombres espèces du genre Agave Sisalana .C’ est une plante demoyenne taille de la famille des Agavacea de la classe des Liliopsida et de la sous – classe des Lilidea

ORIGINE DU CHANVRE

Le chanvre est une des premières plantes domestiquées par l’homme, au Néolithique, probablement en Asie, tout à la fois pour ses fibres solides, ses graines oléagineuses nourrissantes et les propriétés médicales de sa résine. Il a ensuite accompagné migrations et conquêtes pour se répandre sur tous les continents.
L’origine géographique du chanvre n’est pas certaine : plaines de l’Asie centrale dans le secteur du lac Baïkal pour certains, région moyenne du fleuve Jaune en Chine pour d’autres, ou en contreforts indiens de l’Himalaya.
Les plus anciennes traces archéologiques de son utilisation par l’homme ont été retrouvées en Chine,dans l’un des foyers de la révolution agricole néolithique.
Les fouilles du site néolithique de Xianradong (dans le Jianxi), daté de 8000 av.J .C ont ainsi livré de la céramique, certains pots décorés de fibres spiralées de chanvre.
Les principaux pays producteurs de chanvres industriels sont la Chine,la Russie,la Pologne,l’Ukraine,laTurqui,l’Espagne,la Roumanie,la Chili .

FAMILLE VEGETALE DU CHANVRE

Le chanvre (cannabis sativa L) connu aussi sous le nom latin cannabis est une espèce de plante de la famille des Cannabaceae.C’est la seule espèce actuellement acceptée du genre Cannabis.
L’espèce Cannabis Sativa L a été subdivisée en de nombreux sous espèces.Cette subdivision est discutée par les botanistes : certains ne considèrent pas les différences des sous espèces comme suffisamment significatives pour le justifier.On peut néanmoins différencier quatre phénotypes bien distincts:
– Cannabis Sativa subsp Sativa, ou chanvre cultivé
– Cannabis Sativa subsp indien, ou chanvre indien
– Cannabis Sativa subsp spontanea, ou chanvre sauvage
– Cannabis Sativa subsp afghanica, ou chanvre afghan

PROPRIETES ET APPLICATIONS DU CHANVRE

Actuellement les nouvelles tendances écologiques ont permis l’arrivée en puissance des biomatériaux .Les techniques et les connaissances permettent d’envisager des applications toujours variées pour le chanvre comme nous allons le voir. Déjà prescrit dans certains pays comme adjudant au traitement du cancer ou du sida ,des glaucomes de la dépression ;le chanvre a des propriétés analgésiques et anxiolytiques grâce au THC ( Tétra Hydro – Cannabinol ) qu’il contient ,substance psychotrope qui lutte contre les nausées et le manque d’appétit.
Le chanvre peut être utilisé dans le domaine de l’automobile, ainsi Ford produit une voiture avec carrosserie en chanvre ; Diesel utilise l’huile de chanvre (ainsi que d’autre huiles végétales) comme carburant pour son moteur.
Il apparaît que le chanvre a un potentiel important en tant que source de biocarburant.
Les fibres du chanvre offrent une multitude d’usages pour l’habillement, les sacs à dos, les moquettes, les matelas, les cordes pour ne nommer que quelques un.
II pourrait être utilisé comme isolant dans le cadre du bâtiment du fait que sa filasse est imputrescible, ininflammable, pas comestible aux rongeurs et insectes ; mais surtout de son importante inertie thermique (capacité d’un matériau à accumuler de l’énergie thermique et à la restituer, par la suite sur une période de temps plus ou moins longue.

INTRODUCTION

Dans le chapitre précédent nous avons vu les propriétés de la filasse et l’intérêt de l’utiliser comme isolant thermique.
Dans ce chapitre, nous proposons une étude du transfert de chaleur à travers la filasse en régime dynamique fréquentiel.
Nous présenterons des courbes d’évolution de la température et du flux de chaleur.Nous ferons l’analogie électrique thermique pour exprimer l’impédance dynamique.

ETUDE DU TRANSFERT DE CHALEUR

SCHEMA DU DISPOSITIF D’ETUDE

Nous disposons d’un matériau de forme cylindrique de hauteur z et de rayon r, soumis sur les deux surfaces de bases à des températures en régime dynamique fréquentiel comme l’indique sur la figure.

EVOLUTION DE LA TEMPERATURE EN FONCTION DU COEFFICIENT D’ECHANGE

A la figure III –3-1 nous présentons la courbe d’évolution de la température en fonction du Coefficient d’échange à la surface de base avant pour différentes fréquences.

EN FONCTION DU RAYON

Nous présentons l’évolution de la densité du flux de chaleur en fonction du rayon pour différentes fréquences.
Le diagramme de Bode permet de déterminer la fréquence de coupure c ω .Cette fréquence est obtenu en traçant les deux tangentes aux partis rectilignes de la courbe à partir du point d’intersection des tangentes on projette sur l’axe des abscisse.
Le module de l’impédance est nul pour les faibles fréquences pour les fréquences élevées, puis croît avec l’augmentation de celles –ci.

CONCLUSION

Les différentes courbes étudiées montrent qu’un meilleur transfert de chaleur en régime dynamique fréquentiel est obtenu pour une fréquence excitatrice faible et un coefficient d’échange élevé.

CONCLUSION GENERALE

Dans cette étude nous avons fait dans une première partie une présentation du sisal et du chanvre.En effet, nous avons donné leurs origines, leurs propriétés et applications.
Nous avons vu que ces deux plantes produisaient de la filasse qui pouvait être utilisée comme isolant dans le cadre du bâtiment vue son inertie thermique importante.
Dans une deuxième partie nous avons fait une étude thermique dans la quelle nous avons déterminé les expressions mathématiques de la température et de la densité de flux de chaleur.Nous présenté des courbes dévolutions de la température et de la densité de flux de chaleur en fonction des coordonnées r et z, de la fréquence excitatrice, et du coefficient d’échange.
Nous avons constaté qu’une meilleure transmission de la chaleur est obtenue avec une fréquence excitatrice faible et un coefficient d’échange élevé à la surface de base avant.
En fin à partir de l’équivalence électrique –thermique nous avons pu exprimer l’impédance dynamique du matériau et accédée à la fréquence de coupure ω 0 par la représentation du diagramme de Bode de l’impédance.