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GENIE TEXTILE Elaboration d’une semelle antibactérienne par le process REPUBLIQ

GENIE TEXTILE Elaboration d’une semelle antibactérienne par le process REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE *-*-*-*-*-*-*-* DIRECTION GENERALE DES ETUDES TECHNOLOGIQUES INSTITUT SUPERIEUR DES ETUDES TECHNOLOGIQUES DE KSAR HELLAL *-*-*-*-*-*-*-* MEMOIRE DE PROJET DE FIN D’ETUDES Présenté en vue de l’obtention du diplôme de Licence Appliquée en : Spécialité : Industrie textile Par Boubaker Malek & Ati Chameseddine Thème : Effectué à: ISET_Ksar Hellal et Green Security Encadré par : Mr : Zouari Riadh ISET KH Mr : Jaouadi Mounir ISET KH 2020/2021 Remerciement On remercie dieu le tout puissant de nous avoir donné la santé et la volonté d’entamer et de déterminer ce projet. Notre profonde gratitude va en première lieu à notre encadrant Mr. Zouari Riadh qui a accepté de nous encadrer et pour soutien tout au long de la préparation de ce projet de fin d’étude, pour son écoute et ses conseils patients et surtout pour sa confiance qu’il nous a toujours témoigné et aussi bien notre Co-encadrant Mr.Jouadi Mounir. Nous sommes très reconnaissants à tous les personnels de l’ISET particulièrement Mr Bouzidi Abdelaziz technicien du laboratoire de filature et Mr Ouni Salah technicien du laboratoire métrologie pour nous offrir tous les moyens et les conditions favorables pour passer ce stage dans les meilleurs conditions. Nous ne manquons pas de remercie tous les enseignants et les techniciens qui nous aider à rédiger ce modeste travail. Table des matières Introduction Générale............................................................................................................................1 Chapitre 1 : Etude Bibliographique.........................................................................................................3 Partie 1 : Généralités sur les semelles................................................................................................3 I. Introduction.............................................................................................................................3 II. Semelles orthopédique...............................................................................................................3 1. Définition d’une semelle.........................................................................................................3 2. Composition d’une semelle orthopédique...............................................................................4 3. Différents types d’une semelle................................................................................................5 III. Les matériaux utilisés dans les semelles...................................................................................6 1. Les semelles à base des matériaux synthétiques.....................................................................6 2. Les semelles en matériau naturels...........................................................................................8 VI. Les techniques de fabrication des semelles...............................................................................9 1. Réalisation des semelles orthopédiques..............................................................................9 2. Semelle réalisée par les non tissés....................................................................................11 V. Les propriétés demandées dans la semelle...............................................................................12 1. Propriétés physiques.............................................................................................................12 2. Propriétés mécaniques..........................................................................................................14 3. Propriétés de confort thermique............................................................................................14 Partie 2 : Présentation de fibre d’Alfa et les différentes méthodes d’extraction..............................15 I. Introduction..........................................................................................................................15 II. Etude de fibre d’alfa.................................................................................................................15 1. Présentation des fibres d’alfa................................................................................................15 3. L’étude de fibre d’alfa......................................................................................................16 3. La récolte d’alfa....................................................................................................................18 4. L’application des fibres d’alfa..............................................................................................18 5.Intérêt écologique et enjeux socio-économique.....................................................................20 6.Les menaces et les contraintes...............................................................................................20 III. Les différentes méthodes d’extraction des fibres d’Alfa.........................................................21 1. Introduction..........................................................................................................................21 2. L’extraction mécanique.......................................................................................................22 3. L’extraction chimique...........................................................................................................26 4. L’extraction biologique........................................................................................................27 Partie C : les non tissés.....................................................................................................................29 I. Définition d’un non tissé...........................................................................................................29 II. L’intérêt des non tissés.........................................................................................................29 III. La fabrication des non tissés...................................................................................................30 1. Formation du voile................................................................................................................31 2.Consolidation.........................................................................................................................33 2. La finition.............................................................................................................................35 Conclusion............................................................................................................................................36 Chapitre 2 : extraction des fibres et caractérisations des fibres...........................................................37 I. Introduction..............................................................................................................................37 II. L’extraction des fibres..............................................................................................................37 1. L’extraction mécanique....................................................................................................37 2. L’extraction chimique...........................................................................................................38 III. Les essais effectués sur les fibres..........................................................................................39 1. Mesure de la masse linéique des fibres.............................................................................39 2. Mesure de diamètre des fibres..............................................................................................40 3. Propriétés mécaniques des fibres..........................................................................................42 IV. Conclusion............................................................................................................................43 Chapitre 3 : manipulation et caractérisation des non tissés.................................................................44 I. Introduction..............................................................................................................................44 II. Les fibres utilisées dans les manips..........................................................................................44 1. Les fibres d’alfa................................................................................................................44 2. Les fibres thermo liantes.......................................................................................................45 3. Fabrication des non tissés.....................................................................................................45 III. Caractérisation des non tissés fabriqués..............................................................................47 1. Densité..................................................................................................................................47 2. Caractérisation mécanique........................................................................................................47 3. Perméabilité à l’air....................................................................................................................48 4. Test de l’absorption et de la désorption d’eau.......................................................................49 5. la résilience...........................................................................................................................50 IV. Conclusion............................................................................................................................51 Chapitre 4 : le traitement antibactérien et le cuir................................................................................52 I. Introduction...................................................................................................................................52 II. Le traitement antibactérien..........................................................................................................52 III. La méthode d'essai......................................................................................................................53 Conclusion général et perspective........................................................................................................56 Liste des figures Figure 1 : les différentes couches de semelle..........................................................................................4 Figure 2: exemple des semelles de confort.............................................................................................5 Figure 3: exemple des semelles de correction........................................................................................5 Figure 4: exemple des semelles de stimulation.......................................................................................6 Figure 5 : semelles classiques.................................................................................................................9 Figure 6 : semelle thermo- soudé thermo-formé...................................................................................10 Figure 7: la réalisation de l'empreinte pour une semelle en 3D............................................................11 Figure 8: semelle en fibre de coco par le procédé aérodynamique.......................................................12 Figure 9: une touffe de fibre d'alfa dans la nature.................................................................................16 Figure 10: Cliché MEB des vues en coupe transversale d’une tige alfa à différents grossissement......16 Figure 11 : Les différentes étapes de la récolte de l'Alfa (a) l’arrachement, (b) la collecte et (c) la mise en balle.................................................................................................................................................18 Figure 12: Ecang pour teillage manuel (a) cylindres cannelées pour teillage mécanique (b)................22 Figure 13: ligne d'extraction des fibres d'alfa par laminage..................................................................23 Figure 14: la machine d'extraction par explosion à la vapeur...............................................................25 Figure 15 : Schéma de principe d’une carde pour non tissés................................................................31 Figure 16: Formation aérodynamique du voile.....................................................................................32 Figure 17: Formation aérodynamique du voile par voie humide..........................................................32 Figure 18: Extrusion (Spun Bondingtechnology) et Extrusion-soufflage.............................................33 Figure 19: Représentation schématique d’une aiguilleteuse.................................................................34 Figure 20: consolidation hydraulique...................................................................................................35 Figure 21: le résultat de l'extraction mécanique....................................................................................38 Figure 22: résultat de l'extraction mécanique.......................................................................................39 Figure 23 : Différence entre les fibres Avant et après extraction chimique..........................................40 Figure 24 : machine Airlaid..................................................................................................................46 Figure 25: exemples du test antibactérien.............................................................................................54 Liste des tableaux Tableau 1 : Exemple de semelles commercialisées................................................................................7 Tableau 2 : Exemples des semelles naturels...........................................................................................8 Tableau 3 : Résultats de Titre (tex).......................................................................................................40 Tableau 4 : Résultats de diamètre.........................................................................................................41 Tableau 5 : Résultats des caractéristiques mécanique...........................................................................43 Tableau 6 : les caractéristiques des fibres d’alfa...................................................................................44 Tableau 7 : Caractéristiques des fibres thermo liantes..........................................................................45 Tableau 8 : résultats de densité.............................................................................................................47 Tableau 9 : résultats des caractéristiques mécaniques..........................................................................48 Tableau 10 : résultats de perméabilité à l’air........................................................................................49 Tableau 11 : Résultats Test de l’absorption et de la désorption d’eau..................................................49 Tableau 12 : Résultats de la capacité d’absorption d’énergie du talon..................................................51 Tableau 13 : Préparation des échantillons............................................................................................53 Tableau 14 : Résultats de test antibactérien..........................................................................................54 Elaboration d’une semelle antibactérienne par le processus non tissé 8 Introduction Générale Il est très important de comprendre que nos pieds supportent tout le poids de notre corps sur une toute petite surface de quelques centimètres carrés. Cette partie de notre corps en contact direct avec le sol peut être la cause de nombreuses douleurs : sur l’ensemble du rachis, des pieds à la tête, en passant par les chevilles, les genoux, les hanches, le dos, et même le cou. Les études ont montré que porter des semelles orthopédiques peut être un traitement efficace pour certaines maladies et de prévenir donc plusieurs douleurs. Elles peuvent ainsi soulager des zones précises de notre corps et de nous apporter un confort supplémentaire dans nos chaussures. En effet, une semelle qui offre un soutien de la voûte peut être portée pour réduire l’espace de l’exposition des patients à la pression en redistribuant la force de poids du corps. Tout le monde peut utiliser une semelle : homme et femme, sportifs ou non. Les semelles orthopédiques ne sont pas destinées qu’aux personnes atteintes d’une pathologie liée aux pieds. En effet, les personnes recherchant du confort dans leurs chaussures de ville ou de sport peuvent trouver leur bonheur grâce aux orthèses plantaires. À noter qu'on trouve des semelles adaptées à toutes les morphologies, pieds plats ou pieds creux, varus ou valgus. Pour les sportifs, le port de semelles est essentiel pour optimiser leurs performances. En bref, les semelles orthopédiques servent à améliorer le confort des chaussures, pour la ville ou pour le sport, soulager des douleurs, optimiser les propriétés techniques des chaussures, stabiliser le pied et d'améliorer la posture du corps. Pour accomplir toutes ses missions, les semelles doivent avoir un ensemble des propriétés indispensables comme la densité, la résilience, le coefficient de cisaillement, la respirabilité,... et cela liée directement avec le matériau avec lequel la semelle a été fabriquée. Le choix des matériaux utilisés est généralement limité sur des mousses ou des polymères synthétiques vue leurs propriétés mécaniques uniformes et contrôlables, quant aux longueurs et couleurs, elles sont facilement adaptables aux différentes applications spécifiques pour lesquelles elles sont destinées. Cependant, depuis une dizaine d'années, les industries et les institutions européennes puis mondiales montrent un intérêt croissant pour les fibres végétales tant d'un point de vue économique (recherche de réduire le coût des matières, particulièrement après l’envol des prix des produits pétrochimiques), qu'environnemental (l’essor des tissus synthétiques et la réduction des impacts des produits industriels sur l'environnement). Ces fibres d’origine végétale séduisent de plus en plus par Elaboration d’une semelle antibactérienne par le processus non tissé 9 l’ensemble de leurs propriétés telles que : leur bonne résistance mécanique, le faible poids, la biodégradabilité et le faible coût. Elles sont désormais utilisées dans des secteurs à forts enjeux : le transport, la construction, l'agroalimentaire, l'agriculture, la plasturgie... dans notre projet élaborer par la société green security qu'elle a choisi de fabriquer des semelle avec des fibres naturelles, à savoir, la fibre d’Alfa dans le but de valoriser les plantes tunisiennes et de remplacer ses semelles en polyuréthane. L'alfa est une fibre qui présente de multiples avantages qui séduisent les chercheurs à l’appliquer dans des domaines de textile technique et des applications médicales. Cette fibre est assez utilisée en Tunisie dans le domaine de papeterie et dans les travaux artisanaux, elle joue un rôle très important dans l’économie de plusieurs familles tunisiennes. Dans ce cadre, notre étude consiste à élaborer une semelle antibactérienne à base de fibre d’alfa par le procédé de non tissés de type Airlaid ou la voie aérodynamique. Le présent travail est divisé en quatre parties principales. La première partie est uploads/Finance/ rapport-pfe-copie-finale-1.pdf