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Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du Diplôme de Professeur d’Enseig

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du Diplôme de Professeur d’Enseignement Technique - Deuxième Grade (DIPET 2) OPTION : Industrie Textile et de l’Habillement (ITH) Rédigé par :  BADANG Barbare Michelle Tel. 677-46-06-50 Email : michellebadang@gmail.com Sous la direction de :  Pr MBIHI Jean Chef de département ITH Email : mbihidr@yahoo.fr Avec l’encadrement de :  MBATCHOU Jean Marie Enseignant à l’ENSET Email : jmmbatchou@yahoo.fr Soutenu devant le jury ci-après :  Président : Pr MBIHI Jean  Rapporteur : Dr PAUNE  Membre 1 : M.MBATCHOU  Membre 2 : Mme EMVOUTOU Année académique 2016-2017 REPUBLIQUE DU CAMEROUN MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT PAIX-TRAVAIL-PATRIE SUPERIEUR Filière Industries Textiles et de l’Habillement ECOLE NORMALE SUPERIEURE D’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE (ENSET) **************************************** Département Industrie Textile et de l’Habillement (ITH) ********************************* B.P. 1872 Douala – Cameroun Tél. (Fax) : (237) 340 42 91/ 6995 98 53 – Email : denset@yahoo.fr ETUDE EXPERIMENTALE ET CONCEPTION D’UN PROCEDE INDUSTRIEL DE FABRICATION D’UN BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON DE MAÏS Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du Diplôme de Professeur d’Enseignement Technique - Deuxième Grade (DIPET 2) OPTION : Industrie Textile et de l’Habillement (ITH) Rédigé par :  BADANG Barbare Michelle Tel. 677-46-06-50 Email : michellebadang@gmail.com Sous la direction de :  Pr MBIHI Jean Chef de département ITH Email : mbihidr@yahoo.fr Avec l’encadrement de :  MBATCHOU Jean Marie Enseignant à l’ENSET Email : jmmbatchou@yahoo.fr Année académique 2016-2017 REPUBLIQUE DU CAMEROUN MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT PAIX-TRAVAIL-PATRIE SUPERIEUR Filière Industries Textiles et de l’Habillement ECOLE NORMALE SUPERIEURE D’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE (ENSET) **************************************** Département Industrie Textile et de l’Habillement (ITH) ********************************* B.P. 1872 Douala – Cameroun Tél. (Fax) : (237) 340 42 91/ 995 98 53 – Email : denset@yahoo.fr ETUDE EXPERIMENTALE ET CONCEPTION D’UN PROCEDE INDUSTRIEL DE FABRICATION D’UN BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON DE MAÏS i Dédicace A ma Famille ii Remerciements Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements et notre profonde gratitude à toutes les personnes dont l’apport tant moral, matériel que financier s’est avéré déterminant, sinon indispensable pour la réalisation de ce travail. Il s'agit notamment: du président et des membres du jury pour avoir examiné ce travail et accepté de prendre part à ce jury ; Du Pr MBIHI Jean pour la supervision scientifique et académique de nos travaux de recherche menés dans le cadre de ce mémoire ; De mon encadreur Mr. MBATCHOU Jean Marie pour sa disponibilité et ses conseils tout au long de la préparation de ce mémoire ; De M. TIZE ZRA enseignant au département du génie chimie à l'ENSET de Douala, pour sa disponibilité. De toute ma famille ainsi que les personnes qui m’ont soutenue. iii Avant-propos AVANT-PROPOS L'Ecole Normale Supérieure d'Enseignement Technique est un établissement de Douala créé par le décret présidentiel n° 260/CAB/PR du 10 Août 1979 dont la mission principale est la formation des enseignants des Collèges et Lycées d'Enseignements Techniques. Le cursus entier d'étend sur deux cycles ponctués chacun par un diplôme de professeur d'enseignement technique (premier et deuxième grade). L'école compte plusieurs filières industrielles et commerciales parmi lesquelles L'Industrie Textile et de l'Habillement, et ces programmes académiques prévoient conformément à l'arrêté ministériel n°03/BI du 26/11/1996 des travaux de recherches liés à une discipline de spécialité ou portant sur un thème pédagogique. C'est dans cette optique que nous avons effectué nos recherches qui portent sur « Etude expérimentale et conception d’un procédé de fabrication d’un bioplastique a base d’amidon de maïs ». Notre souhait est de vulgariser dans le domaine de l'industrie textile, un bioplastique à base d’amidon de maïs, une ressource renouvelable qui permettra de diminuer voir même de faire disparaitre les plastiques issus de la pétrochimie. iv TABLE DES MATIERES Dédicace ................................................................................................................................. i Remerciements ...................................................................................................................... ii Avant-propos........................................................................................................................iii TABLE DES MATIERES ................................................................................................... iv LISTE DES TABLEAUX................................................................................................... vii LISTE DES FIGURES ......................................................................................................viii LISTE DES ABREVIATIONS............................................................................................. x RESUME ............................................................................................................................. xi ABSTRACT ........................................................................................................................ xii INTRODUCTION GENERALE .......................................................................................... 1 1.CONTEXTE DE L’ETUDE .......................................................................................... 1 2.REVUE DE LA LITTERATURE .................................................................................. 4 3.PROBLEMATIQUE ...................................................................................................... 5 4.OUTILS ET METHODES ............................................................................................. 6 5.ORGANISATION DU MEMOIRE ............................................................................... 7 CHAPITRE I : ETUDE EXPERIMENTALE DU PROCEDE DE FABRICATION D’UN BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON DE MAIS ............................................................ 8 I.LE BIOPLASTIQUE : QU’EST-CE-QUE C’EST ? ...................................................... 8 I.1 SCHEMA SYNOPTIQUE DE LA FABRICATION DU BIOPLASTIQUE ........ 10 I.2 PROCESSUS D’APPROVISIONNEMENT DU MAIS ET SA CONSERVATION ..................................................................................................................................... 10 I.2.1 Fiche technique de la production du maïs ....................................................... 10 1.2.2. Calendrier de semis de maïs .......................................................................... 14 1.2.3. Récolte et séchage .......................................................................................... 15 1.2.4. Processus de fabrication de l’amidon ............................................................ 16 1.2.5. Les déchets ..................................................................................................... 19 I.3 DESCRIPTION DU PROCESSUS DE FABRICATION DU BIOPLASTIQUE ..... 20 1.3.1 Mise en place du protocole ............................................................................. 20 1.3.3 Protocoles .................................................................................................. 22 1.3.3 : Moyens de contrôle de la qualité .................................................................. 25 1.4 CARACTERISATION MECANIQUE ........................................................... 26 v CHAPITRE II : CONCEPTION ET SIMULATION DU PROCEDE INDUSTRIEL....... 29 DE FABRICATION D’UN BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON DE MAIS............. 29 2.1 SCHEMA SYNOPTIQUE DU PROCEDE INDUSTRIEL DE FABRICATION DU BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON ....................................................................... 29 2 .2. PROCESSUS DE RAVITAILLEMENT DE LA MATIERE PREMIERE ........... 31 2.2.1. Approvisionnement de la matière première ................................................... 31 2.2.2. Egrenage ........................................................................................................ 31 2.2.3. Stockage des grains ........................................................................................ 31 2.3 EXTRATION DE LA MATIERE PREMIERE ........................................................ 31 2.3.1 Broyage et tamisage ....................................................................................... 31 2 .3.2 Stockage de l’amidon ..................................................................................... 32 2.4 PROCESSUS DE FABRICATION DU BIOPLASTIQUE ..................................... 32 2.4.1 PROCEDES D’EXTRUSION-GRANULATION .......................................... 32 2.4.1.1 Description du procédé par extrusion....................................................... 32 2.4.1.2 Extrusion des mélanges amidon, eau, acide chlorhydrique, soude (solution d’hydroxyde de sodium) ....................................................................... 32 2.4.1.3 Le processus de granulation ..................................................................... 33 2.5 DESCRIPTION DU PROCEDE D’INJECTION-MOULAGE ................................ 34 2.6 DEFINITION DU CAHIER DE CHARGE POUR LA FABRICATION D’UN BIOPLASTIQUE ............................................................................................................ 42 2.6.1. Contrainte économique .................................................................................. 42 2.6.2 Contraintes environnementale et sécuritaire ................................................... 46 2.7 IMPLANTATION GEOGRAPHIQUE DU SITE ................................................... 46 2.7.1 Choix du site ................................................................................................... 46 2.7.2 Plan de l’usine ................................................................................................. 47 2.7.3 Implantation de la ligne de production ........................................................... 47 2.7.4 : Calcul de la surface des machines ou l’espace nécessaire pour l’implantation ........................................................................................................... 50 2.8 SCHEMAS D’IMPLANTATION ET D’INTRUMENTATION INDUSTRIEL......... 52 2.9 Etude comparative entre le procédé expérimental et le procédé industriel ............... 59 CHAPITRE III : SCHEMA PREVISIONNEL DE L’ORGANISATION ......................... 60 SCIENTIFIQUE DU TRAVAIL DE L’ENTREPRISE (OST) .......................................... 60 3.1 SCHEMA PREVISIONNEL DE L'OST DU PROCEDE DE FABRICATION INDUSTRIELLE DU BIOPLASTIQUE A BASE D’AMIDON DE MAÏS ................ 60 vi 3.1.1 LE CONSEIL D'ADMINISTRATION ................................................................. 62 3.1.2 LE COMITE D'ENTREPRISE. ............................................................................. 62 3.1.3 LA DIRECTION GENERALE. ............................................................................. 63 3.1.3.1 La direction commerciale. ........................................................................... 63 3.1.3.2 La direction administrative et financière. .................................................... 64 3.1.3.3 La direction technique.................................................................................. 64 3.1.3.4 Le bureau des études ................................................................................ 65 3.1.3.4 Le bureau des méthodes ........................................................................... 65 3.1.3.5 Le bureau de la planification : .................................................................. 65 3.1.3.6 Atelier de fabrication :.............................................................................. 66 3.1.3.7 Service de conditionnement : ................................................................... 66 3.1.3.8 Magasin de stockage. : ............................................................................. 66 3.2 PREVISION DES EFFETS SOCIAUX .................................................................... 68 3.3. STATUT DU PERSONNEL ................................................................................ 69 CHAPITRE IV : PRESENTATION ET CARACTERISATION DES ENCOURS, DECHETS ET ARTICLE ................................................................................................... 70 4.1 CARACTERISATION, AVANTAGE ET INCONVENIENTS DU BIOPLASTIQUE ............................................................................................................ 70 4.1.1 Avantages des bioplastiques ........................................................................... 70 4.1.2 Inconvénients des bioplastiques ...................................................................... 71 4.2 CARACTERISATION DES ENCOURS .............................................................. 71 4.3 GESTION DES DECHETS ...................................................................................... 72 4.4 PRESENTATION DU BIOPLASTIQUE OBTENU ............................................... 73 4.4.1 Fonction d’usage du bioplastique ................................................................... 73 4 .4.2 entretien du bioplastique ................................................................................ 73 CONCLUSION GENERALE ............................................................................................. 74 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................ 75 ANNEXES .......................................................................................................................... 77 vii LISTE DES TABLEAUX Tableau 1.1 : Calendrier et variétés mieux adaptées de maïs par région ........ 14 Tableau 1.2 : liste des ingrédients nécessaires ................................................ 21 Tableau 1.3 : Les composants .......................................................................... 22 Tableau 2.1 : Devis des équipements .............................................................. 43 Tableau 2.3:Etude comparative entre le procédé expérimental et industriel. . 59 Tableau 3.1 : Statuts du personnel ................................................................... 69 Tableau 4-1. Inventaire des déchets ................................................................ 72 viii LISTE DES FIGURES Figure 1 : Un morceau de bouteille plastique servant de gobelet [int 1] .................. 2 Figure 2 : Les sachets plastiques servant de contenant à de l’eau buvable [int 2] .. 2 Figure 3 : Une tortue marine ingérant du plastique [Int 3] .................................... 3 Figure 4 : Les déchets plastiques finissant leurs courses dans nos cours d’eau [Int 4] ............................................................................................................................... 3 Figure 6 : Les villes de Garoua et Maroua envahies par le plastique [Int 6] ........ 3 Figure 5 : Pollution de la nature par les bouteilles plastiques [Int 5] .................... 3 Figure 1.1 : Classification de polymères biodégradables ......................................... 9 Figure : 1.2 : champ de maïs .................................................................................. 11 Figure 1.3: Schéma synoptique du processus de fabrication du bioplastique ........ 12 Figure 1.4 : Structure d’un pied de maïs [Int 7] ..................................................... 13 Figure 1.5 ; Phases du développement du maïs[Int 8] ........................................... 15 Figure 1.6: Maïs égrené .......................................................................................... 16 Figure 1.7: Maïs écrasé .......................................................................................... 16 Figure 1.8: Lait d’amidon ....................................................................................... 17 Figure 1.9 : Amidon issu du maïs ........................................................................... 17 Figure 1.10. : Poudre d’amidon avant cuisson, Poudre d’amidon après cuisson[Int 9] ............................................................................................................................. 18 Figure 1.11 : Rafle de maïs ..................................................................................... 19 Figure 1.12 : Germes de maïs ................................................................................. 19 Figure 1.13. Mélange des ingrédients dans uploads/Industriel/ correction-memoire-badang-ith5-000.pdf