Conception et réalisation d’une presse vibrante de laboratoire

Cette étude concerne la conception et la réalisation d’une presse vibrante pour le laboratoire de matériaux du Département Science des Matériaux et Métallurgie. Cet appareil possède deux fonctions. Elle permet d’étudier soit l’effet simultané de la pression, soit l’effet de la vibration tout seul sur le compactage des matériaux granulaires.L’appareil est composé d’une table vibrante et une presse mécanique. Ce dernier est fixé en dessus de la table. Le système de moteur à balourd est choisi parmi les différentes techniques possibles pour générer de la vibration,à cause de sa simplicité et sa facilité de mise en oeuvre. Des essais sur la stabilisation des latérites avec le ciment et sur le compactage de pavés en béton ont été réalisés pour tester l’appareil. Les résultats sur la stabilisation de la latérite montrent que pour le même dosage en ciment, les briquettes compactées avec vibration ont des résistances à la compression plus grande que celles pressées sans vibration. Pour le compactage de pavé en béton, la vibration augmente sa résistance à la compression. Le dosage de l’eau est un paramètre très important car cela a une importante influence sur la force de compactage sur l’échantillon.Le compactage est une des phases essentielles dans l’amélioration de la performance des matériaux. Il permet d’augmenter la densité de l’ensemble et de diminuer sa porositéainsi que sa perméabilité,d’où une amélioration de la résistance mécanique et de la résistance à l’humidité. L’objectif de cette étude est de concevoir et de réaliser une presse vibrante qui répond aux besoins des étudiants et des chercheurs pour les essais sur les influences de la vibration et de la pression sur le compactage des matériaux.

CONCEPTION ET REALISATION DE LA PRESSE VIBRANTE

La presse vibrante est composée d’une table vibrante qui lui transmet la vibration à l’échantillon et une presse fixée au-dessus de cette table. Deux actions peuvent être réalisées sur l’échantillon ; soit il est soumis simultanément à la vibration et à la pression, soit il est soumis seulement à l’un des deux. Il existe plusieurs systèmes pour fabriquer cet appareil (Rakotolahy, 2013).En général la vibration peut être générée par différentes techniques : un système de moteur à balourd, un mécanisme bielle-manivelle, un électro-aimant alimenté de courants alternatifs et un système pneumatique. Parmi ces quatre techniques, Le moteur à balourd a été choisi car il est le plus simple à mettre en oeuvre. Le .mécanisme bielle manivelle est adapté si on a besoin d’une amplitude de vibration élevée et une fréquence de vibration assez faible. De plus, ce système nécessite un mécanisme un peu plus complexe surtout si on veut lui faire travailler à haute fréquence de vibration (Pattofatto et Poitou, 2004 ; Vibraxtion, 2012a). Pour le système électromagnétique, son utilisation est avantageuse si on a besoin d’une variation continue de fréquence de vibration et une vibration linéaire. La mise en oeuvre est difficile dans notre cas, car il faut avoir un générateur de courant alternatif à fréquence variable et un électro-aimant puissant. Enfin, pour le système pneumatique, il permet d’avoir une énergie de vibration élevée, mais sa mise en oeuvre coûte très cher.

Analyse de fabrication

La presse vibrante est constituée d’une table vibrante sur laquelle se fixe une presse mécanique (Rakotolahy, 2013; Vibration, 2012b) Elle est constituée de :Il existe deux types de presse : la presse mécanique et la presse hydraulique. Notre choix s’est porté sur la première, car sa mise en oeuvre ne nécessite que peu de composant dont une vis, un écrou et un étrier. Par rapport à une presse hydraulique, la pression maximale générée par une presse mécanique est limitée mais pour l’utilisation prévue de cet appareil, cette limite n’est pas gênante.La table vibrante est constituée d’un plateau, de quatre ressorts, de guides et de pieds de table. Le plateau est fabriqué avec une tôle d’acier d’épaisseur 8 mm. Le moteur à balourd (Figure 1) est fixé au-dessous de ce plateau (Figure 2) à l’aide de quatre brides en forme de « V » (Barlier et Poulet, 1999 ; Rakotolahy, 2013 ; Vibration 2012b).

Les guides (Figure 3 et 4) servent à orienter la vibration du moteur qui génère des vibrations circulaires ou elliptiques. Ils permettent aussi d’ajuster l’amplitude de la vibration en agissant sur les vis de pression. Les guides sont composés de deux pièces, le guide interne et le guide externe. Ils sont confectionnés avec de l’acier ordinaire.