Soutenance mémoire
Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet de l’établissement TORA PAINT intitulé «valorisation de l’amidon de manioc » et qui a pour objectif le développement de la peinture et enduits à base d’amidon de manioc. Les différents travaux antérieurs effectués ont donné des résultats peu satisfaisants, dans l’application de l’amidon de manioc, dans le domaine de la peinture aqueuse. La principale raison est sans doute le caractère hydrophile de l’amidon natif. En effet, de par ce caractère précédemment cité, l’amidon pourrait, à première vue, ne susciter que très peu d’intérêt. Et pourtant, dès l’instant où il est modifié chimiquement, il est susceptible de présenter des propriétés inattendues.
GENERALITES SUR LES PEINTURES
Définitions
Une peinture est une substance plastique fluide qui, appliquée en couches minces sur différents matériaux dits « subjectiles », forme sur celui-ci un revêtement mince, solide, adhérent et durable, assurant à ce matériau des qualités de présentation, de protection, d’hygiène et de luminosité. La formation de film est la transformation de l’état fluide en pellicule solide après le séchage. Le « film » est un terme qu’on tend à remplacer par le mot « feuil ». Si le constituant du film est une substance transparente ou translucide, on a un vernis. Si le feuil est opaque, c’est une peinture et si la brillance est effectuée c’est une laque.
Historique
L’art de peindre remonte aux débuts de la civilisation : décors rituels, à l’origine inscrits dans les profondeurs des cavernes. Les peintures murales étaient réalisées simplement par un mélange de poudres colorantes (ocre naturel ou noir de charbon), amalgamées à l’eau, et qui finissaient par s’incorporer à la pierre calcaire. Au début des temps historiques, quelque 4 000 ans avant notre ère, c’est en Égypte que les premiers progrès dans le domaine des liants ont été réalisés pour l’amélioration de qualité de la peinture ; en ce temps, les liants étaient à base de jus de figue, de miel, puis d’encaustique. La peinture à l’oeuf commença à être utilisée de matière courante au début de l’ère chrétienne, et elle conserve son succès pendant des siècles. Les artistes du Moyen Age, puis certains peintres de la Renaissance (Mantegna, Raphaël, et même plus tard Rubens) ont eu recours au liant à l’oeuf, qui a prouvé l’excellence de la conservation de ses qualités, au long des siècles. Depuis, la production et l’utilisation de la peinture sont restées du domaine de l’art. Ce n’est qu’à la fin du dix- huitième siècle que la fabrication de la peinture est devenue une nouvelle branche d’activité sociale. Au cours des dix-huitième et dix- neuvième siècle , on enregistre de sensationnelles découvertes intéressantes sur les matières premières essentielles pour la fabrication des peintures, cela grâce aux travaux de nombreux chercheurs tel que Berthelot (1827-1907), Berthollet (1748-1823), Chaptal (1756-1832), Chevreul (1786-1889), Gay- Lussac (1778-1850), Guimet (1836-1918), Kuhlmann (1803-1881), Thenard (1777-1857), Vauquelin (1763-1829), et beaucoup d’autres. Au vingtième siècle, le rôle protecteur de la peinture apparut, s’opposant à la pdégradation du bois et des matériaux de construction par les intempéries et à la destruction, due à l’implacable corrosion, des métaux ferreux. La fabrication des vernis, peintures et préparations, à constituants liquides et solides, assimilées, est industrialisée.
Exigences et compromis des peintures
Caractéristiques physiques
Les caractéristiques physiques les plus importantes sont :
• L’extrait sec : C’est le pourcentage de résidu, en masse, obtenu par évaporation dans les conditions prescrites pour la peinture;
• La viscosité,
• La rhéologie,
• La dimension des particules : La qualité des films obtenus dépend de la dimension des particules des dispersions. Les peintures contenant des particules fines donnent des films plus clairs et plus brillants que ceux obtenus par les dispersions plus grossières,
• Le taux de monomère libre : La présence dans les dispersions de monomère non polymérisé peut être néfaste; ce dernier peut, lors du stockage, se dégrader sous forme d’un produit, qui pourrait nuire à la qualité de la peinture ;
• La stabilité aux variations de pH,
• La résistance aux micro-organismes,
• La stabilité des dispersions : éviter le phénomène de sédimentation,
• La stabilité mécanique : Les dispersions doivent être toujours stables, sous des actions mécaniques sévères.
• La stabilité aux ions : Les ions polyvalents peuvent causer la précipitation des émulsions de signe opposé, ceci particulièrement avec les ions trivalents comme les sels d’aluminium. En règle générale, la neutralisation de la charge électrique des particules de résine peut engendrer l’instabilité. Deux émulsions chargées, l’une négativement et l’autre positivement peuvent ainsi se précipiter mutuellement. De même, l’addition d’agents anioniques à des émulsions positives ou d’agents cationiques à des émulsions chargées négativement, peut provoquer une instabilité.
• La stabilité à la chaleur ou au gel-dégel: Il faut tenir compte des conditions climatiques, pour le cas des stockages prolongés.
Propriétés des Films
• Propriété lors de la formation des films : Il faut que le film soit solide et d’apparence continue.
• Transparence du film : Les films varient du brillant au transparent, selon le choix désiré.
Propriété physiologiques
Les normes actuelles exigent que les peintures soient dépourvues d’odeur, de gout et de toxicité.
Propriété chimiques
Les films doivent être résistants aux acides, à l’oxydation et surtout aux rayons UV, pour qu’elles ne jaunissent pas.
Les constituants
Les peintures sont constituées des éléments principaux suivants:
• Les liants
• Les solvants
• Les pigments
• Les adjuvants divers
Le liant
Les liants sont des macromolécules à grand pouvoir d’étalement, ils peuvent être d’origine naturelle (huiles siccatives, gommes, résines naturelles) ou synthétiques (dérivés du caoutchouc, de la cellulose, produits vinyliques, acryliques, polyesters, polyepoxydes).
Dénommées également résines, ce sont les constituants principaux de la peinture quel que soit son type. Ils assurent le lien entre tous les composants ainsi que l’adhérence de la peinture au subjectile. De par ces liants dépendent le mode séchage et le mode formation du film de peinture, ainsi que les caractéristiques physiques et chimiques de la peinture. Un ou plusieurs liants peuvent être utilisés dans une même peinture ; certains peuvent jouer également le rôle de « durcisseur s» en assurant une réticulation de la peinture, lors du séchage.
Voici les principaux liants les plus utilisés couramment dans la fabrication de la peinture :
– Les huiles
– Les acétates de cellulose
– Les acryliques
– Les alkydes
– Les butyrates de cellulose
– Les époxydiques
– Les éthers cellulosiques
– Les formols phénoliques (phénoplastes)
– Les mélanines formol (aminoplastes)
– Les nitrates de cellulose
– Les polyamides
– Les polyesters
– Les polyester-uréthannes
– Les polyuréthannes
– Les silicones
– Les urées formol (aminoplastes)
– Les vinyliques .
Les résines glycérophtaliques :
Ce sont des liant de qualité supérieure résultant de la cuisson de l’huile avec des polyalcools (ex : la glycérine) et des polyacides (ex : l’anhydride phtalique). Suivant le pourcentage d’huile utilisée dans la formule, on distingue trois catégories de résines glycérophtaliques :
– Longues en huile (55 à 80 %)
– Moyennes en huile (45 à 55 %)
– Courtes en huile (moins de 45 %)
Il est à noter que la siccativité de cette résine dépend de la longueur en huile.
Les résines aminoplastes :
Elles sont obtenues par polycondensation de la mélanine ou de l’urée avec le formol. Ce sont des résines rigides, utilisées en combinaison avec les résines glycérophtaliques qui les plastifient. La polymérisation est toujours à haute température. Les combinaisons glycéro-aminoplastes sont employées, pour les laques automobiles d’origine, par les constructeurs.
Les résines acryliques
Les résines acryliques sont des produits de synthèse, obtenues à partir des dérivés de la pétrochimie. Il existe deux types de résine acrylique :
– Les résines acryliques thermoplastiques : ces résines se ramollissent sous l’action de la chaleur ; le séchage physique de cette résine se fait par évaporation des solvants. Elle est utilisée pour les peintures à séchage rapide, donc nécessitant l’emploi de solvants très actifs.
– Les résines acryliques thermodurcissables : le séchage et le durcissement de cette résine nécessitent une cuisson au four. Elles ont d’excellentes performances telle que la résistance aux intempéries, la résistance aux agents chimiques, la bonne rétention de brillant. Ces résines sont utilisées par les constructeurs d’automobiles, les fabricants d’appareils ménagers…
les nitrocelluloses :
Elles proviennent de l’estérification incomplète de la cellulose par l’acide nitrique. A l’état pur, ces liants ont des performances limitées. Ils sont toujours utilisés en combinaison avec des plastifiants. La résistance extérieure et la rétention de brillant sont très inférieures aux résines acryliques.
Les polyuréthanes :
Ce sont des produits de synthèses, obtenus à partir de la pétrochimie. Les polyuréthanes résultent de la réaction chimique d’un diisocyanate avec des composes à hydroxyles libres. Ils se présentent en un ou deux éléments. Elles ont de grandes performances de résistance aux atmosphères acides et à l’eau. Ces types de résine sont très utilisés dans la fabrication des peintures, vernis pour bois et l’entretien d’usine.
les butyrals polyvinyliques :
Ce sont des liants obtenus soit à partir de l’alcool polyvinylique soit à partir de l’acétate de polyvinyle On le trouve dans les peintures primaires réactives, dites «Wash primer» employées dans l’industrie navale et automobile. Ils peuvent être associés à des résines formophénoliques .
Gommes et résines naturelles
Les gommes mélangées à des huiles siccatives, sont utilisés depuis longtemps, pour obtenir des vernis gras, mais actuellement, elles ne sont presque plus utilisées. Elles n’ont en effet pour la plupart que de faibles performances, à cause de la mauvaise rétention de brillant, et une résistance à l’extérieur faible. Elles sont dures et cassantes. On distingue :
1- Les gommes naturelles, ce sont des produits de sécrétion végétale ou animale (colophane, gomme laque…), certaines étant fossiles (gomme copal, …).
2- Les gommes synthétiques ; elles comprennent :
– Les résines cétoniques,
– Les résines de coumarone – indène,
– Les résines terpène – phénoliques,
– Le dammar, le copal, la gomme laque modifié, la colophane modifiée…
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Table des matières
INTRODUCTION
Première partie : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I : GENERALITES SUR LES PEINTURES
I.1- Définitions
I.2- Historique
I.3- Exigences et compromis des peintures
I.4- Les constituants
I.5- La classification et les différents types de peinture
I.6- La formulation- fabrication de la peinture en phase aqueuse
I.7- Production de peinture à Madagascar
I.8- Importation de peinture bâtiment à Madagascar
Chapitre II : GENERALITES SUR LA FECULE DE MANIOC ET SES PRODUITS DERIVEES
II.1- Le manioc
II .2- Le manioc à Madagascar
II.3- La fécule de manioc
Chapitre III : L’AMIDON
III.1-Définition
III.2- Présentation structurale de l’amidon
III.3- Propriétés de l’amidon
III.4-Utilisation de l’amidon et de ses dérivées
Chapitre IV : LES AMIDONS MODIFIES
IV.1- Introduction
IV.2- Définition
IV.3- La modification chimique des amidons
IV.4- Description des différentes modifications de l’amidon
IV.5- Le phosphate d’amidon
Deuxième partie : ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre I : ANALYSE DE LA FECULE
I.1- La couleur de la fécule
I.2- Humidité de la fécule
I.3- Détermination de la teneur en cendres brutes
I.4- Acidité des fécules
I.5- Solubilité des fécules
Chapitre II : PREPARATION DU LIANT A BASE D’AMIDON MODIFIE
II.1- La fabrication d’amidon phosphorylé
II.2- La préparation et analyse du liant à base d’amidon phosphorylé
Chapitre III : FABRICATION ET CONTROLE DE LA PEINTURE AQUEUSE
III.1- Formulation et fabrication de la peinture étalon
III.2- Formulation et fabrication de la peinture avec l’amidon modifié
III.3- Contrôle de la peinture
III.4- Conclusion partielle
Troisième partie : ETUDES ECONOMIQUES SOMMAIRE ET IMPACT SUR L’ENVIRONEMENT
Chapitre I : ETUDE ECONOMIQUE SOMMAIRE DU PROJET
I.1- Evaluation des investissements
I.2- Evaluation du prix des produits
I.3- Etude de rentabilité du projet
Chapitre II : ETUDE D’IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT
II.1- Définition
II.2- Analyse des effets de l’usine de fabrication de peinture amidon sur l’environnement
II.3- Evaluation des risques dans la fabrique
II.4- Mesures de réduction des nuisances
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
