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ETUDE EXPERIMENTALE DE CARACTERISATION DE PLAQUES ISOLANTES D’ALLIAGES DE MATERIAUX DIFFERENTS
Introduction Dans ce chapitre nous allons procéder par une présentation des matériaux et du matériel utilisés pour réaliser les deux échantillons ainsi que leur mode opératoire. Ensuite, nous allons décrire le dispositif de mesure des propriétés thermophysiques des matériaux. Il se poursuit par l’analyse des résultats expérimentaux, pour enfin déterminer les valeurs de propriétés thermiques de chaque matériau et les conductivités thermiques des alliages de plaques utilisés.
Présentation des matériaux
D’abord pour la poudre d’Adansonia digitata : Le baobab, Adansonia digitata (arbre bouteille et arbre à pain de singe) est un arbre commun a une grande partie d’Afrique subsaharienne. Les feuilles sont également séchées et réduites en poudre plus ou moins fines pour des tisanes. Le Sénégal est un des plus grands producteurs commerciaux de poudre de baobab, et c’est un liant de base de la cuisine sénégalais. La poudre a un pouvoir liant permettant d’obtenir des textures gélifiées une fois mélangé avec de l’eau. C’est cette faculté de créer une texture gélifiée et son pouvoir de liant qui nous a poussés à l’utilisé entant que liant pour la conception des isolants locaux [34]. . Figure 20 : Aspect de la poudre de feuille de baobab séchée (lalo) [34] La figure 21 montre les aspects de la fibre de coco et la gousse de mil Figure 21 : Aspect de la gousse de mil et de la fibre de coco 28 I.2. Présentation du matériel Pour caractériser nos matériaux, nous avons réalisé les produits sous forme de moule. Pour cela nous avons utilisé plusieurs matériels enfin d’obtenir une texture uniforme. I.2.1 Moule thermique La moule thermique est dispositif qui permet de donner au mélange sa forme et sa compacité. Figure 22: Schéma d’une moule thermique
Balance de précision
La balance est un appareil qui permet de mesurer la masse du matériau. Figure 23: Schéma d’une balance de précision
Éprouvette
L’éprouvette graduée est un récipient utilisé en laboratoire qui permet de mesurer des volumes des liquides et des gaz. Figure 24: Vue d’une éprouvette 2
Plateau
Les plateaux sont des récipients qui permettent de contenir les matériaux a mélangés et permettent aussi de les pesés. Figure 25: Vue d’un plateau I.3. Mode opératoire suivi pour le mélange des échantillons Pour réaliser les échantillons nous allons procéder de la manière suivante pour les deux échantillons : 1) D’abord, on prépare les quantités de matériaux, soit la fibre de coco ou la gousse de mil ou la poudre d’Adansonia digitata, 2) Puis on ajoute le volume d’eau nécessaire pour obtenir un mélange homogène de l’échantillon, 3) Ensuite, on remplit la trémie supérieure de l’appareil à ras bord avec ce mélange puis on compacte, 4) l’étape suivante consiste à ébarber l’excès du mélange sur la moule afin de l’égaliser à ras bord et enlever les coulures sur les bords du moule, 5) Ensuite, peser la moule rempli du mélange et noter le poids du produit compacté 6) Répéter le test en variant la masse et le volume d’eau utilisé, 7) En fin après avoir remplis la moule on sèche à l’étuve avec une température de 105°C pendant 24h pour obtenir un produit anhydre. Nous reportons dans les tableaux suivants les proportions en masse et en volume utilisés. Tableau 1:Composition de l’échantillon 1(fibre de coco+ feuille d’Adansonia digitata) (Masse /volume)/ Matériaux Fibre de coco Poudre séchée Eau Masse(g) 45 40 0 Volume (ml) 0 0 70 30 Tableau 2: Composition de l’échantillon 2 (Gousse de mil + feuille d’Adansonia digitata) (Masse /volume)/ Matériaux Gousse de mil Poudre Eau Masse(g) 40 35 0 Volume (ml) 0 0 80 Les tableaux 1 et 2 représentent les proportions utilisés pour les deux échantillons. Pour l’échantillon 1 nous avons utilisés 45g de fibre de coco avec une quantité de poudre séché de 40g. Le mélange est effectué avec un volume de 70ml. On a suivi la même logique pour l’échantillon 2 avec 40 g de gousse de mil, 35g de la poudre d’Adansonia et 80ml d’eau. Apres séchage à l’étuve, on obtient les produits semi-finis d’écrits ci-après.
Produits semi-finis des échantillons
Figure 26: Aspects de l’échantillon 1 (fibre de coco + feuille d’Adansonia digitata) Figure 27: Aspect de l’échantillon2 (fibre de coco + feuille d’Adansonia digitata) Les schémas de la figure 27 et 28 représentent les produits semi-finis obtenus après échantillonnage. Les échantillons 1 et 2 obtenus respectivement à partir du mélange de la fibre de coco et de la poudre d’Adansonia, et du mélange de la gousse de mil et de la poudre d’Adansonia digitata, font l’objet de notre étude expérimentale présentée ci-après. II. Procédure expérimentale
Présentation du dispositif
Le dispositif de mesure est représenté sur la figure ci-dessous. Une sonde de même section que l’échantillon est placée en dessous de l’échantillon. Un thermocouple de type K constitué de fils de 0,005 mm de diamètre est placé en dessous de la sonde. Cet ensemble est placé entre un bloc de mousse de polystyrène extrudé de 5 cm et deux blocs d’aluminium d’épaisseur 4 cm pour imposer la température aux surfaces de contact, créer un puits de chaleur et d’améliorer le transfert de chaleur en face arriéré de l’échantillon. Un échelon de flux est envoyé dans l’élément chauffant et la température T(t) au centre est enregistrée. On procède par une série de trois mesures pour chaque échantillon [2].
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