LES PANNEAUX DE PARTICULES LIGNOCELLULOSIQUES
La fabrication des panneaux de particules s’est développée en Europe à partir de 1950, principalement grâce aux progrès réalisés dans la fabrication de colles thermodurcissables. Les panneaux de particules lignocellulosiques sont des composites à grande diffusion, à coût de production modéré et grande productivité. Ils sont utilisés couramment dans divers domaines :
➤ l’habitat : installations fixes de magasin, lambris, portes, montants et pièces de menuiserie usinées, plans de travail, platelage des maisons préfabriquées, souscouches de planche par exemples, le mobilier tels que les meubles résidentiels et de bureaux, armoires de cuisine, rayonnage… ;
➤ la construction automobile et maritime, les constructions industrielles, le génie civil, le sport, la décoration : bardage, boiserie extérieure, panneaux perforés, parement de porte, moulures … ;
➤ l’emballage comme les palettes et conteneurs.
Les renforts lignocellulosiques des panneaux des particules
Les particules lignocellulosiques sont des structures à renfort fibreux issues de bois natifs ou recyclées : les copeaux, sciures, et chutes par exemples, de déchets de bois de postconsommation (palettes et matériau d’emballage rejetés, débris de la construction), de résidus agricoles tels que les chaumes, tiges de cotonnier, de résidus agro-industriels parmi lesquels citons les coques d’arachide, les balle de riz, la bagasse, de plantes à fibres comme le kénaf, chanvre, jute.
Définition de la fibre végétale
Les fibres lignocellulosiques sont des structures biologiques fibrillaires d’origine végétale majoritairement composées de cellulose, d’hémicelluloses et de lignine, et en proportions relativement faibles d’extractibles non azotés, de matière protéique brute, de lipide et de matière minérale. Les proportions de ces différents constituants dépendent énormément de l’espèce, de l’âge et des organes de la plante.
Classification des fibres végétales
La classification des fibres végétales n’est pas aisée car il existe plusieurs critères de différenciation des fibres. Suivant l’organe de la plante dont elles sont issues, les fibres végétales peuvent être classées en fibres de tiges : kénaf, jute, lin, ramie par exemples, de feuilles tels que le sisal, l’abaca, la paille de graminées, de fruits comme la noix de coco et de graines comme le coton, le kapok.
Morphologique de la fibre végétale
Sur le plan morphologique, la fibre végétale présente une variabilité très importante en fonction de leur origine. En effet, les dimensions des fibres végétales dépendent de l’espèce et au sein de la même espèce, de l’organe de provenance, de l’état de maturité et aussi des conditions environnementales de croissance de la plante. La variabilité du diamètre peut être très importante le long de la même fibre végétale. La fibre végétale se caractérise aussi par la variabilité de l’épaisseur de sa paroi cellulaire qui découle de celle de la porosité des fibrilles. La porosité des fibrilles (rapport du diamètre du lumen par le diamètre total de la fibre) déterminant du caractère hygrophile de la fibre végétale peut diverger dans de larges proportions.
Les liants des panneaux de particules lignocellulosiques
Définition
Les liants des panneaux lignocellulosiques ou les colles à bois sont des colles utilisées comme organes d’assemblages des bois massifs ou des produits dérivées du bois. En vue de la réalisation de matériaux pour la construction [6].
Classifications des liants des panneaux
Colles naturelles
Les colles naturelles sont classées en deux grandes catégories :
❖ Les liants organiques naturelles : produits d’origine animale qui sont des matières azotées, principalement de la gélatine, de la caséine, de l’albumine…, produit d’origine végétale comprenant des colles d’amidon, de fécule, de dextrine…
❖ Les liants minéraux naturels : silicates de soude obtenue par fusion de soude entre 1300 et 1500°C d’un mélange de sable et de carbonate de soude.
Colles artificielles
❖ Résines synthétiques thermodurcissable
Les résines thermodurcissables sont des polymères à l’état de liquide visqueux dont la polymérisation se fait sous l’effet de la chaleur, et en présence ou non d’un durcisseur chimique, d’un catalyseur et d’un accélérateur éventuel, pour former un réseau tridimensionnel qui durcit de façon irréversible. Les principaux liants thermodurcissables :
Les résines aminoplastes : ces sont des produits de synthèse obtenus par condensation d’un composé aminé (urée, mélamine) avec du formaldéhyde. Les représentants les plus connus sont les résines urée-formaldéhyde et la mélamine urée-formaldéhyde. La résine U.F de loin la plus utilisée, sert de matrice thermodurcissable dans les panneaux de fibres et de particules et dans le collage des stratifiés et du contreplaqué. Sensible à l’humidité, elle est recommandée pour les panneaux à usage intérieur. La résine M.U.F, plus chère que l’U.F, est utilisée pour la fabrication des panneaux destinés pour les usages extérieurs car ils sont mécaniquement et physiquement plus performants, résistants à l’eau, aux solvants, à l’huile et aux températures élevées.
Les résines phénoplastes proviennent de la synthèse par condensation de phénoplastes ou d’une substance phénolique (phénol, résorcine, crésol) avec du formaldéhyde. Les plus connues sont les résines phénol formaldéhyde (PF). Les résines polyesters insaturés (UP) sont des thermo-chimicodurcissables. Elles sont constituées d’une solution polyacide + polyalcool qui se polymérise et durcit sous l’effet d’un catalyseur et de la chaleur. Les UP sont les plus utilisées dans les composites de grande diffusion. Les résines polyépoxydes (EP) sont comme les polyesters insaturés thermochimicodurcissables. Elles constituent la résine type des composites HP. Les polyuréthanes (PUR), dont font partie les colles isocyanates peuvent être thermoplastiques ou thermodurcissables, selon la réticulation et le caractère tridimensionnel (cas des triols). Les colles isocyanates sont issues de la polyaddition de polyisocyanates (et polymères dérivés isocyanates) avec des polyols. Les plus connues sont le Toluène Diisocyanate et le Diphényl Méthane Diisocyanate (MDI, PMDI). Elles servent de colles pour les contreplaqués et les bois de charpente, et de matrice thermodurcissable dans les panneaux de particules et de fibres. Elles présentent une bonne résistance aux huiles et essences mais sont très sensibles à l’hydrolyse.
❖ Résines synthétiques thermoplastiques
Les résines thermoplastiques sont des polymères à structure linéaire et d’état initial solide dont la mise en forme se fait par chauffage et le durcissent intervient au cours du refroidissement. La transformation est réversible. Les résines thermoplastiques sont principalement utilisées pour fabriquer des composites à renfort de fibres.
Les résines thermoplastiques sont principalement utilisées pour fabriquer des composites à renfort de fibres. Les principales résines thermoplastiques employées dans le domaine des composites sont : les polyamides (PA), les polytéréphtalates éthyléniques (PET) et butylénique (PBT), les polycarbonates (PC) , les polyoxides de phénylène (PPO ou PPE), les polyoléfines, les polyoxyméthylènes (POM), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyamide-imide (PAI), le polyétherimide (PEI), le polyéther-sulfone (PES), le polyétheréther-cétone (PEEK), etc .
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : LES PANNEAUX DE PARTICULES LIGNOCELLULOSIQUES
I.1 Introduction
I.2 Les renforts lignocellulosiques des panneaux des particules
I.2.1 Définition de la fibre végétale
I.2.2 Classification des fibres végétales
I.2.3 Morphologique de la fibre végétale
I.3 Les liants des panneaux de particules lignocellulosiques
I.3.1 Définition
I.3.2 Classifications des liants des panneaux
I.4 Les additifs dans les panneaux de particules lignocellulosiques
I.5 Normalisation des panneaux de particules lignocellulosiques
I.5.1 Définitions
I.5.2 Type des panneaux selon l’exigence
I.5.3 Classification des panneaux des particules
I.5.4 Les procédés de fabrication
I.5.5 Normes européennes sur les qualités et caractérisation mécanique des panneaux de particule
I.6 Classification des matériaux suivants les valeurs de λ
I.6.1 Isolants thermiques
I.6.2 Les principaux isolants
I.6.3 Application des isolants
CHAPITRE II : VALORISATION ENERGETIQUE DE LA BIOMASSE
II.1 Introduction
II.2 Biomasse sans transformation
II.2.1 Le bois énergie
II.2.2 La bagasse
II.2.3 La balle de riz
II.2.4 Les autres biomasses
II.3 Procédés de valorisation énergétique par pyrolyse et gazéification
II.3.1 Pyrolyse
II.3.2 Gazéification
II.4 Briquettes combustibles
II.4.1 Définition
II.4.2 Matériaux utilisée pour la fabrication de la briquette
II.4.3 Procédé de fabrication de la briquette
PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE III : CARACTERISATION DE LA BAGASSE
III.1 La matière première lignocellulosique
III.2 Les caractéristiques de la bagasse
III.2.1 Distribution granulométrique et taille des particules de la bagasse
III.2.2 Densité apparente
III.2.3 Taux de gonflement
III.2.4 Taux d’humidité
CHAPITRE IV : LA RESINE A BASE DE FECULE DE MANIOC
IV.1. Matériels utilisés
IV.2. Produits utilisés
IV.2.1 Fécule de manioc
IV.2.2 Soude caustique
IV.2.3 L’eau
IV.2.4 Déchets cellulosiques
IV.3. Mode opératoire
IV.3.1 Préparation de la pâte de papier
IV.3.2 Mélange des constituants
IV.4. Diagramme schématique de la différente étape de la fabrication de la colle
IV.5. Caractéristique de la résine
IV.5.1 Le temps du gel
IV.5.2 Teneur en extrait sec
IV.5.3 Tolérance à l’eau
IV.5.4 Viscosité
CHAPITRE V : ELABORATION DES PANNEAUX DE PARTICULES DE BAGASSE
V.1. Les matériels
V.1.1 Balance
V.1.2 Presse hydraulique
V.1.3 L’étuve
V.2. les constituants et leurs rôles
V.2.1 Le liant à base de fécule de manioc
V.2.2 La bagasse
V.2.3 Eau
V.3. Processus de fabrication
V.3.1 Mélange des constituants
V.3.2 Dépôt d’agent de démoulage
V.3.3 Le moulage
V.3.4 Le pressage
V.3.5 Le démoulage
V.3.6 Le séchage
V.4. Diagramme de fabrication de panneaux à base de la bagasse
CHAPITRE VI : ELABORATION DE BRIQUETTES COMBUSTIBLES DE PARTICULES DE BAGASSE
VI.1 Définition
VI.2 Objectif
VI.3 Procédure d’élaboration
VI.4 Moules à briquettes
VI.5 Cycle neutre de carbone
VI.6 Résultats et interprétations
CHAPITRE VII : CARACTERISATION DES PRODUITS
VII.1 Caractérisations des produits et les essais
VII.1.1 Compositions des constituants
VII.1.2 La masse volumique apparente
VII.2 Résistance à la compression des échantillons
VII.2.1 Méthode de « destruction de l’échantillon »
VII.2.2 Résultats
VII.2.3 Interprétation
VII.3 Cohésions internes des échantillons
VII.4 Absorption d’eau
VII.4.1 Expériences
VII.4.2 Résultats
VII.4.3 Interprétation
VII.5 Capacité calorifique
VII.5.1 Expériences
VII.5.2 Résultats
PARTIE III : ETUDES SOCIO-ECONOMIQUES
CHAPITRE VIII : LES AVANTAGES ET LES DOMAINES D’UTILISATIONS
IX.1 Avantages
VIII.1.1 Avantage de panneaux de particules
VIII.1.2 Avantage de briquettes combustibles
IX.2 Domaine d’utilisation
CHAPITRE IX : ETUDES ECONOMIQUES DU PROJET
IX.1 Etude économiques
IX.1.1 Estimation de ventes
IX.1.2 Capacité de production pendant le cinq première année
IX.1.3 Les investissements du projet
IX.1.4 Matériels et équipement de production
IX.1.5 Matériels de bureau
IX.1.6 Total des immobilisations
IX.1.7 Les Charges productives
Service extérieur
Les charges personnelles
IX.1.8 Répartition des investissements
IX.1.9 Chiffres d’affaire
IX.1.10 Calcul des amortissements des immobilisations
IX.1.11 Frais du personnel
IX.1.12 Coûts des matières premières
IX.1.13 Coût des services extérieurs
IX.1.14 Impôt et taxes
IX.1.15 Charges externes
IX.1.16 Etude de rentabilité
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
