REVUE Reinnova VOL 1 N° 1 PDF
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
www.reinnova.ma
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
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~2~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
DIRECTEUR DE LA PUBLICATION
Professeur Omar TANANE Faculté des Sciences, Université HASSAN II de Casablanca
o.tanane@gmail.com Téléphone 212 6 64 22 68 15
DIRECTEURS ADJOINTS DE LA PUBLICATION
Professeur A. KETTANI Faculté des Sciences Ben M’Sik, Université HASSAN II de Casablanca
Professeur A. EL BOUARI Faculté des Sciences Ben M’Sik, Université HASSAN II de Casablanca
Professeur A. KAAYA
Faculté des Sciences Université Ibno ZOHR Agadir
COMITE EDITORIAL
Professeur C. MARRAKCHI
Professeur N. ACHTAICH
Professeur Y. ABBOUD
Professeur F. ZERROUQ
Faculté des Sciences Ben M’Sik, Université HASSAN II de Casablanca
Faculté des Sciences Ben M’Sik, Université HASSAN II de Casablanca
Faculté des Sciences Ben M’Sik, Université HASSAN II de Casablanca
Ecole Supérieure de Technologie Université SMBA Fès
COMITÉ SCIENTIFIQUE
1
5
Pr. A. AATIQ
Pr. A. KAAYA
1
1
Pr. Y. ABBOUD
Pr. A. KETTANI
1
3
Pr. N. ACHTAICH
Pr. A. KHYATI
1
1
Pr. S. ALIKOUSS
Pr. C. MARRAKCHI
1
1
Pr. A. BAHLOUL
Pr. M. MOUFLIH
1
1
Pr. S. BELAAOUAD
Pr. N. NADI
1
1
Pr. A. BELHOUARI
Pr. Y. NAIMI
6
4
Pr. F. BELMIR
Pr. Y. SEFRI
1
1
Pr. S. BENMOKHTAR
Pr. S. OUASKIT
1
1
Pr. A. BENNAMARA
Pr. M. OUMAM
1
1
Pr. J. BOUAGHROUMNI
Pr. M. RADID
1
1
Pr. M. BOUAMRANI
Pr. N. SABER
1
1
Pr. El BOUARI
Pr. R. SAILE
6
1
Pr. H. CHAFIAI
Pr. S. SEBTI
2
6
Pr. S. EL JAMALI
Pr. M. TAHIRI
1
1
Pr. M. EL KOUALI
Pr. A. TAIRI
1
1
Pr. M. EZZINE
Pr. D. TAKKY
1
1
Pr. A. FEKRI
Pr. M. TALBI
1
1
Pr. H. HANNACHE
Pr. O. TANANE
1
8
Pr. M. IDIRI
Pr. S. TAYANE.
6
7
Pr. A. IRHZO
Pr. F ZERROUQ
1Professeur à la Faculté des Sciences Ben M’sik, Université HASSAN II de Casablanca
2Professeur au Centre Régional des Métiers de l’Enseignement et de la Formation de Casablanca
3Professeur à l’Ecole Normale Supérieure Université HASSAN II de Casablanca
4Professeur à la Faculté des Lettres et Sciences Humaines, Université HASSAN II de Casablanca
5Professeur à la Faculté des Sciences Université Ibno ZOHR Agadir
6 Professeur à la Faculté des Sciences Ain Chok, Université HASSAN II de Casablanca
7 Professeur à l’Ecole Supérieure de Technologie Université SMBA Fès
8 Professeur à l'ENSAM Université HASSAN II de Casablanca
ASSISTANTS D’EDITIONS
H. AITENNEITE
M. AIT DAOUD
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
H. SIMHAMDI
www.reinnova.ma
Z. SASSIOUI
~3~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
E D I T O R I A L
La Revue de l’Innovation et de l’Entrepreneuriat REINNOVA , est une nouvelle édition scientifique qui
se veut un espace de la production scientifique et technologique, et qui accepte pour publication des
articles de qualité scientifique reconnue dans les domaines de l’Innovation et de l’Entrepreneuriat.
Nous l’avons ventilé selon 2 grands axes :
Innovations et Solutions Technologiques Innovantes.
Entrepreneuriat, Management Et Solutions Informatiques Innovantes.
Notre propos est de faire de la revue REINNOVA un nouvel organe de diffusion du savoir
technologique appliqué, ainsi qu’un espace de présentation des nouvelles méthodes d’enseignement
pédagogique à valeur entrepreneuriale et Managerielle.
La Revue REINNOVA s’adresse aux chercheurs, nationaux et internationaux des établissements
universitaires, des laboratoires de recherche et développement R&D publiques ou privés, en publiant
à périodicité biannuelle les résultats récents des travaux de recherche et développement qui lui sont
soumis ou qu’elle sollicite. Elle acceptera des articles de résultats originaux, des inventions brevets des
articles de synthèse et notes scientifiques, comme il accepte des courts textes de discussions sur des
problèmes scientifiques et techniques en rapport avec l’Innovation et l’Entrepreneuriat, ainsi que la
publicité pertinente au domaine.
Des éditions thématiques peuvent être envisagées, par exemple à la suite de colloques ou de congrès.
Afin d’assurer à notre Revue les meilleures conditions, pour son bon fonctionnement et de la qualité
de la publication, Elle est dotée d’un comité scientifique, d’un comité de éditorial.
La Revue de l’Innovation et de l’Entrepreneuriat REINNOVA concerne donc les travaux de recherche
suivant :
Les articles proposant des innovations pour résoudre un problème technique ou ayant l’objet
d’un dépôt de Brevets.
Les articles développant une pédagogie à valeur entrepreneuriale.
Les projets faisant découvrir l’intelligence de l’action et les vérités du terrain.
Les auteurs sont invités à apporter leurs réflexions et résultats relatifs aux domaines précités. Les
textes sont publiés en français ou en anglais et les résumés seront rédigés dans les deux langues.
Notre objectif est :
-Positionner notre université et lui donner une visibilité à l’échelle nationale sur le plan de
l’innovation et de l’entrepreneuriat.
-La diffusion des informations relatives
aux travaux de recherche sur
l’innovation et
l’entrepreneuriat à l’échelle nationale et Internationale.
- Valorisation des résultats de la recherche : brevets et exploitations sous licence par les entreprises.
- Essaimage par processus de détection et d’incubation de projets innovants issus d’une activité de
recherche.
La Revue est un espace de sensibilisation, communication et de diffusion du savoir technologique et
entrepreneurial
Elle doit communiquer et gérer les actions et établir des relations avec le monde socio-économique.
C’est grâce au développement d’une culture d’Innovation et d’Entrepreneuriat que seront mobilisées
les compétences, libérées les énergies et régulés les comportements. La faculté doit également
réfléchir au moyen de valoriser la Revue par une reconnaissance de son activité et la prise en compte
dans l’évolution de carrière de ceux qui l’animent.
La faculté des sciences Ben MSIK, veillera à capitaliser cette expérience et Pérenniser la Revue dans le
temps pour constituer un creuset de diffusion du savoir et de valorisation de la recherche par
l’Entrepreneuriat.
Pr. O. TANANE
Directeur de la Publication
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
R E C O M M A N D A T I O N S
A U X
A U T E U R S
Ces recommandations donnent des lignes directrices de mise en forme pour les auteurs
afin de préparer leur article pour publication dans la Revue de l’Entrepreneuriat et de
l’Innovation
Le Titre doit être saisi en 20 pt Times New Roman, le nom des Auteurs en 12 pt Times New
Roman, leurs affiliations et Adresse en 10 pt Times New Roman.
Les Mots-clés seront utilisés pour un repérage facile du manuscrit à l'aide des moteurs de
recherche. Ils comprennent au moins cinq mots-clés séparés par des virgules.
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pour les titres
Figures. Tableaux….-les figures sont numérotées en chiffres arabes. Fig. 1.2. … : les
légendes doivent expliciter la signification des illustrations.
-les tableaux doivent être présentés à leur emplacement exact et numérotés en chiffres
romains. I.II…
-les titres avec les légendes doivent être placés en bas pour les figures et en haut pour
les tableaux (times. Corps 10. Gras. Interlignage simple).
Formules : les formules mathématiques doivent être centrées et éventuellement
numérotées selon leur ordre de citation dans le texte : la numérotation doit être portée à
droite. Entre parenthèse. En chiffres arabes (times. corps 12).
Références :L'intitulé de la section Références ne doit pas être numéroté. Tous les
éléments de référence doivent être en police 8 pt. Se il vous plaît utiliser les styles
régulière et Italique pour distinguer les différents champs, comme indiqué dans la section
Références. Nombre des éléments de référence consécutivement entre crochets (par
exemple [1]).
Bibliographie : les références bibliographiques sont signalées dans le texte par des
numéros entre crochets suivant l’ordre de citation : [1] pour une référence. [1.2…] pour
plusieurs références.
-la liste bibliographique est présentée selon le modèle suivant :
[1] Michaud A. et Piqué A. Evolution of Tectonophysies . 1992. 12(3).p. 25-42.
[2] Piqué A. et Julteau T .Evolution de Bull.Soc.Géol.Fr..1996.25(2).p.56-78.
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
SOMMAIRE
Editorial…………………………………………………………………………………………..3
Recommandations aux auteurs…………………………………………………………………...4
Axe1 : Innovation et solutions technologiques………………………………....7
Investigation du système de dessalement par humidification-déshumidification
A.EL MAAKOUL, A. BEN ABDELLAH, S. SAADEDINE, M. MEZIANE, A. LAKNIZI…………8
Matériau support des panneaux muraux fontaines en zellige marocain carreaux céramiques
Y.HALIMI, S. ZYADE, M. TAHIRI ……………………………………………………………………..14
Etude de l’influence de la carbonatation sur la qualité du béton armé
O.TANANE , Z.BENNANI , Y.ABBOUD, A.EL BOUARI…………………………………………….18
Développement d’une nouvelle solution de maintenance préventive dans l’industrie du ciment
M. ALHAJJAJI, B.BOUBEKER, M.IDIRI, S.ELJOUMANI, A.ZAMMA …………………………..23
Utilisation d’un échangeur air-sol comme solution de conditionnement d’air dans un bâtiment
A.LAKNIZI, A.EL MAAKOUL, A.BEN ABDELLAH, S.SAADEDDINE, M.MEZIANE…………30
Modélisation de l’échange thermique des nanofluides dans une enceinte rectangulaire
Z.BOULAHIA, A.WAKIF, R.SEHAQUI…………………………………………………………………36
Implementation of Innovation process into Moroccan Universities: from fundamental to applied
knowledge
M. TAHIRI…………………………………………………………………………………………………..40
Axe2 : Entrepreneuriat, Management et solutions informatiques…………..54
ISO 50001: Des économies d’énergie et une réduction des GES
F.BELMIR, I.CHRAMATE………………………………………………………………………………..55
Sécurité de cloud computing : approches et solutions
Z.Al HADDAD, M.HANOUNE, A.MAMOUNI…………………………………………………………66
Impact du statut socio-économique sur le comportement et les performances scolaires des enfants
B. SAIH, F. CHIGR, M. NAJIMI, A. AIT CHAOUI…………………………………………………....72
Entreprendre au Maroc par les MRE : une action d’attachement au pays d’origine : les résultats
d’une enquête sur le terrain
A.El AZZAOUI ………………………………………………………………………………………………79
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Peuplement d’une ontologie des entreprises à partir des documents XML
A.MAMOUNY, M.HANOUNE…………………………………………………………………………89
L’innovation comme opportunité d’affaires en entrepreneuriat
B.JARDINI1, H.JARDINI, A.ESSEKKARI……………………………………………………………96
Business Intelligence ETL (Extract, Transform&Load), Quelles limites ?
M. KHALIS, A.MARZAK………………………………………………………………………………106
Vers une approche dirigée par les modèles pour le développement de système de la Zakat
A.MAMOUNI, A.MARZAK , Z.AL HADDAD, A.BELANGOUR ……………………………….111
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
AXE 1 :
INNOVATIONS ET SOLUTIONS
TECHNOLOGIQUES
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Investigation du système de dessalement par
humidification-déshumidification
EL Maâkoul Anas1, Abdellatif Ben Abdellah1, Saadeddine Said2,
Meziane Mohamed1, Azzeddine Laknizi1
1
Renewable Energy and Advanced Materials, Université international de Rabat, Laboratoire (REAM), Sale,
Maroc
2
Département de physique, Faculté des Sciences et Techniques, Université Hassan II Casablanca B.P. 146
Yasmina 20658 Mohammedia, Maroc
anaselmaakoul@gmail.com , saidsadedine@gmail.com,
Résumé- La pénurie en eau semble devenir une perspective
inquiétante pour l’humanité. Aujourd’hui les pays en
situation de stress hydrique sont de plus en plus nombreux
tandis que les besoins ne cessent de grandir. Face à ce
constat, nombre de solutions techniques ont été apportées
dont celle qui utilise la production d'eau avec des
ressources renouvelables.
Humidification-déshumidification (HD) solaire, est une
technologie prometteuse pour la production d'eau à petite
échelle et a une large application dans les systèmes d'eau
potable et de traitement de l'eau industrielle. Nous
présentons nos résultats pour lesquels nous avons appliqué
des techniques de programmation non linéaires pour
optimiser le cycle humidification- déshumidification (HD)
pour des conditions qui donnent lieu à une performance
d'exploitation maximale.
MOTS-CLES : CONDENSATION, HUMIDIFICATION, DESHUMIDIFICATION,
PRODUCTION D'EAU DECENTRALISEE, ENERGIE SOLAIRE, PRODUCTION
D'EAU A PETITE ECHELLE.
NOMENCLATURE ET INDICES
Out
Sortie (Outlet)
INTRODUCTION
Le manque local d’eau potable est une source
de crises géopolitiques et d’instabilités
socioéconomiques. Au Maroc, les ressources
conventionnelles d’eau douce se limitent à
l’eau coulante, aux réserves phréatiques ainsi
qu’aux alternatives de dessalement (Osmose
inverse,
distillation…).
Les deux premières sources restent les plus
utilisées, mais sont limitées et leur utilisation
présente quelques inconvénients tels que le
post traitement biologique et chimique et le
risque de désertification.
Nomenclature
Débit
T
H
Température
Enthalpie
S
Entropie
P
Pression
W
Humidité absolue
HR
Humidité relative
Efficacité
-
Indices
Sw
Pw
Da
Sat
A
W
In
Eau de mer (Sea Water)
Eau douce produite (Produced Water)
Air sec (Dry Air)
Saturation
Air
Eau (Water)
Entrée (Inlet)
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Les techniques de dessalement classiques ne
sont pas utilisées dans les régions à faible
infrastructure (Ex : zones rurales, régions
décentralisées) en raison d’un besoin
permanent en entretien, une main-d'œuvre
qualifiée et un approvisionnement continu en
électricité.
Le système présenté est économique et permet
de combler ces écarts d’une manière
renouvelable
et
respectueuse
pour
l’environnement.
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~9~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
PRESENTATION DU SYSTEME HUMIDIFICATIONDESHUMIDIFICATION
Le
dessalement
par
humidificationdéshumidification (HD) est similaire au cycle
naturel de dessalement d'eau. De l'air
atmosphérique normal est utilisé pour
convertir l'eau de mer en eau douce. Le
dessalement HD implique deux procédés,
L'eau d’entrée préchauffée est transformée en
vapeur d'eau dans l’air (humidité) par
évaporation
dans
l’humidificateur
(humidification). La vapeur d'eau transportée
par l’air est ensuite condensée par l’eau
d’entrée froide dans le déshumidificateur pour
produire de l'eau douce (déshumidification).
La chaleur pour préchauffer l’eau d’entrée
peut provenir de plusieurs sources : solaire,
thermique,
géothermique,
ou
une
combinaison de ces sources. Le schéma du
procédé HD est présenté sur la figure 1.
Air humide :
Connaissant la température de l’air sec T et
son humidité relative HR, les propriétés de
l’air humide sont données par les relations
suivantes (source ASHRAE) [1]:
La pression de la vapeur d’eau s’écrit :
L’humidité absolue s’écrit :
0,622 est le rapport des poids moléculaires
eau-air sec et Patm=101.325 kPa .
L’enthalpie :
L’entropie de l’air humide n’ayant pas de
formule exacte, ses valeurs ont été récupérées
et programmées à partir des tables ASHRAE.
Eau salée :
Figure 1. Système Humidification-déshumidification
DONNEES DE TRAVAIL
Propriétés des fluides :
Les propriétés des fluides ont été
programmées sur MATLAB, les équations et
tables sur lesquelles nous nous sommes basés
sont fournies dans ce qui suit.
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Les propriétés de l’eau salée sont évaluées en
fonction de la température et du niveau de
salinité. Un code sur MATLAB permettant de
récupérer ces propriétés a été déjà réalisé par
le département thermique MIT, leur code est
basé sur
les résultats de« Mostafa H.
Sharqawy, John H. Lienhard V, and Syed M.
Zubair » [2].
Au Maroc, la température moyenne de l’eau
salée est de 15 °C et une salinité de 35 ppt
[3].
Eau douce :
De même que l’eau salée, un code MATLAB
permettant d’évaluer les propriétés de l’eau
est fourni par Magnus Holmgren X STEAM
~ 10 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
FOR MATLAB [4], leur code est basé sur les
tables ASHRAE.
En outre les résultats des différentes
grandeurs fournies par les codes qu’on a
programmés/utilisés ont été vérifiés et leur
fiabilité est confirmée.
Les unités utilisées sont celles du système
international SI.
Paramètres de performance :
Rapport de gain de sortie (GAINED OUTPUT
RATIO):
Parfois appelé indice de performance, le
rapport de gain de sortie est un nombre
adimensionnel qui mesure la quantité
d’énergie thermique consommée dans un
procédé de dessalement. Il est défini par la
relation suivante :
principes de la thermodynamique. Afin
d'évaluer les performances théoriques de notre
cycle, une analyse thermodynamique a été
effectuée.
Les hypothèses prises en compte sont les
suivantes:
Fonctionnement en régime permanent.
Système adiabatique (on néglige
l’échange de chaleur : humidificateurdéshumidificateur /milieu extérieur).
Energie
cinétique
et
Energie
potentielle sont négligeables dans le
bilan énergétique.
Equations gouvernantes :
Le modèle mathématique de notre système est
basé sur les équations suivantes :
- Humidificateur:
(6)
(7)
(8)
- Déshumidificateur :
(9)
Efficacité des composants :
L’efficacité des composants est le rapport de
ce que l’unité peut accomplir réellement sur
ce qu’elle peut accomplir dans le cas idéal (en
termes de puissances), chaque composant a
son efficacité qui est toujours inférieure ou
égale à 1 :
(10)
(11)
- Equilibre humidification/déshumidification:
(12)
MODELISATION DU SYSTEME
Dans cette partie est réalisée la modélisation
de l’unité de production d’eau, à savoir
l’humidificateur, le déshumidificateur et
l’échangeur de chauffage en respectant les
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L’équation (12) exprime le fait qu’on
condense le même débit d’eau dans le
déshumidificateur que celui qu’on évapore
dans l’humidificateur.
- Chauffage d’eau salée préchauffée :
~ 11 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
(13)
(14)
d'entrée et de sortie du bulbe humide
(température de rosée) de l'air humide est
nécessaire. La corrélation utilisée a été
fournie par John H. Lienhard [6] :
(16)
On note que lorsque le flux d'air est saturé, la
température humide est égale à la température
de bulbe sec.
Figure 2. Nomenclature du système
METHODOLOGIE DE RESOLUTION
- L'efficacité des composants:
L'efficacité
de
l'humidificateur
et
déshumidificateur est calculée de la même
façon que l’efficacité d’un échangeur de
chaleur (méthode NTU). Dans ce dernier cas,
l'efficacité est définie comme le transfert de
chaleur réel divisé par le transfert de chaleur
maximal théorique,
où
le taux de capacité thermique minimale
des
deux
fluides.
Dans notre cas, le transfert de matière rend le
changement d'enthalpie la variable sur
laquelle se concentrer [5].
(15)
- Propriétés du condensat (eau pure):
Pour
définir
complètement
le
déshumidificateur, une relation entre la
température de condensation et la température
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Les équations ont été programmées sur
MATLAB, les étapes suivantes décrivent le
processus de résolution suivis :
-Programmation des tables des propriétés
physiques de l’air humide, eau de mer, eau
saturé, vapeur d’eau.
-Définition des conditions initiales à savoir :
L’air est toujours dans un est état
saturé (humidité relative de 100%) ;
Température d’entrée d’eau salée de
15°C;
Température maximale de l’air est de
80°C ;
-Contraintes de la simulation :
L’entropie générée doit être supérieure
ou égale à zéro dans le système
On cherche à obtenir un GOR
maximal ;
L’efficacité des composants est
toujours inférieure à un (ϵ<1);
~ 12 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Le programme s’arrête quand la
convergence est atteinte c.-à-d. quand
on a l’égalité des termes des deux
côtés de toutes les équations ;
Le programme utilise une procédure itérative
pour résoudre les équations dont la justesse a
été vérifiée pour des cas dont les résultats sont
connus. Par exemple, lorsque l’efficacité des
composants est nulle
on a une valeur de
et une production d’eau pure nulle.
Lorsque
la différence de température
des deux bouts des composants est nulle
; avec Ta,in représente la
température de l’air à l’entrée et Tw,out est la
température de l’eau salée à la sortie
En outre, les calculs ont été répétés plusieurs
fois pour vérifier la reproductibilité.
RESULTATS ET DISCUSSION :
Dans cette partie, nous allons présenter les
résultats issus de la résolution numérique.
Les résultats affichés par le code sont les
suivants :
Figure 3. Fenêtre des résultats
Pour un fonctionnement sur 24 heures, la
production est de
, la puissance à
fournir est 21.2 kW, les débits d’eau salée et
d’air sont respectivement 0.3882 kg/s et
0.0743 kg/s. Avec ces résultats, nous avons
obtenu un rapport de gain de sortie
de
.
produite) et on peut voir que les contraintes
de la simulation sont respectées:
Tableau 1. Valeurs résultantes de la simulation
Température
d'entrée
Enthalpie Température Enthalpie
d'entrée
de sortie
de sortie
1527,1
50,89
80 °C
18 °C
kJ/kg
kJ/kg
Circuit
d'air
Circuit
d'eau
15 °C
d'entrée
Eau
produite
Entropie
générée
Efficacité
Coté échangeur
-Circuit
d'eau
78,48 °C
d’entrée
-Entropie
générée
Coté Humidificateur
Circuit
18 °C
d'air
Circuit
d'eau
92 °C
d’entrée
Entropie
générée
Efficacité
59,93
kJ/kg
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314,19
kJ/kg
66,08 °C
276,61
kJ/kg
0,0031 Kj/K
0,97
314,19
kJ/kg
92 °C
368,84
kJ/kg
50,89
kJ/kg
80 °C
1527,1
kJ/kg
368,84
kJ/kg
24,08 °C
96,13
kJ/kg
0,0159 Kj/K
2,4360e-06 Kj/K
0,93
La figure 4 représente le rapport de gain de
sortie en fonction du ratio du débit de l’eau
salée sur celui de l’air MR. La courbe en
rouge représente les valeurs ne respectant pas
les principes de la thermodynamique, en bleu
les résultats possibles thermodynamiquement.
On peut voir que le rapport de gain de sortie
maximal possible est de GOR = 4.22.
Le Tableau 1 présente les résultats des
propriétés de chaque fluide (eau salée, air, eau
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78,48 °C
~ 13 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Les résultats obtenus sont raisonnables et
cohérents avec les études HD disponibles
dans la littérature [7].
Références
ASHRAE Fundamentals 2009 www.ashrae.org.
Mostafa H. Sharqawy, John H. Lienhard V, and Syed M. Zubair,
« Thermophysical properties of seawater: A review of existing
correlations and data, »Desalination and Water Treatment, Vol.
16, pp.354-380, April 2010.
http://science1.nasa.gov/earth-science/oceanography/physicalocean/salinity/
X Steam, Thermodynamic properties of water and steam Magnus
Holmgren-2008.
Figure 4.Variation du GOR en fonction du ratio des
débits eau salée-air MR
CONCLUSION
L’objectif de ce travail est d’étudier la
production d’eau douce à partir d’une eau de
mer, saumâtre, puits … par un système
d’humidification-déshumidification (HD) de
l’air.
G.P. Narayan, J.H. Lienhard V, S.M. Zubair, Entropy
generation minimization of combined heat and mass
transfer devices, Int. J. Therm. Sci. 49 (2010) 20572066.
Karan H. Mistry, Alexander Mitsos, John H. Lienhard V* « Optimal
operating conditions and configurations for humidification
dehumidification desalination cycles »
Mistry, K. H., et al. (2011). "Optimal operating conditions and
configurations
for
humidification–dehumidification
desalination cycles." International Journal of Thermal Sciences
50(5): 779-789.
Une modélisation thermodynamique à
paramètres multiples a été réalisée, le modèle
est composé d’un ensemble d'équations
linéaires et non linéaires décrivant la
performance des composants et du système, et
a été résolu numériquement pour trouver les
conditions d’opérations optimales du système
HD, La conclusion tirée est la suivante :
Il existe quatre principaux facteurs qui
influencent le rapport de gain de sortie (GOR)
des systèmes HD:
Le rapport de débit massique air-eau
d’entrée;
L’efficacité des composants;
La température et la variation de
concentration de l’humidité dans le
cycle;
La taille du système;
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~ 14 ~
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Matériau support des panneaux muraux fontaines en
zellige marocain carreaux céramiques
HALIMI Youssef1, 2, ZYADE Souad2, TAHIRI Mohamed1
Email: halimi.gme@gmail.com
1 : Laboratoire Interface Matériaux Environnement, FSAC, UH2C, BP 5366 Maarif Casablanca
2 : Laboratoire Ingénierie des Procédés et d’Environnement, ESTC, UH2C, BP 8012 Oasis
Casablanca
des panneaux muraux, fontaines en zellige
marocain et carreaux céramiques.
Résumé :
Le domaine de la recherche dans les matériaux
composites est encore nouveau dans les universités et les
centres de recherche au Maroc. Les applications des
matériaux composites dans les différentes branches
industrielles couvrent divers secteur d’activités. L'objectif
principal de ce travail est la valorisation des tables
d'artisanat traditionnel, des panneaux muraux, fontaines
en zellige marocain et carreaux céramiques en les
rendant plus attrayants, plus légers et plus écologiques
par l’élaboration des matériaux composites sur les
critères «3E»: économique (sans énergie), écologique
(procédé propre) et environnemental (recyclage et
valorisation des déchets: la poudre de marbre, la pierre
ponce usagée issue des industries de délavage...)
Mots clés : matériaux composites, panneaux mureaux,
fontaines traditionnelles, tables en zellige
marocain, perlite expansée, recyclage et
valorisation des déchets divers.
INTRODUCTION
Par définition un matériau composite
signifie que deux ou plusieurs matériaux
sont combinés à l’échelle macroscopique
pour former un troisième matériau pour
offrir une combinaison de propriétés
adaptées aux besoins du concepteur.
L’objectif de ce travail est basé sur cette
définition, Elaborer un nouveau matériau
ayant la capacité d’améliorer les propriétés
mécaniques (rigidité, résistance à la fatigue,
↓poids, ductilité, etc. …) et mécanochimiques (temps de séchage, ..) par rapport
à celui usuellement connu dans la
fabrication des tables d'artisanat traditionnel,
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Le présent article reflète la lumière en
premier temps sur la problématique lors de
production des tables d'artisanat traditionnel,
des panneaux muraux, fontaines en zellige
marocain et carreaux céramiques à base de
béton ordinaire, et dans un deuxième temps
sur l’élaboration des formulations proposées
pour corriger les anomalies de fabrication et
améliorer les propriétés mécaniques et
mécano chimiques.
MATERIELS ET METHODES
Compte tenu des contraintes et des
difficultés rencontrées dans la production de
tables traditionnelles en zellige marocain,
citées auparavant, nous avons entrepris une
démarche de travail reposant dans une
première étape sur la formulation d’une ou
plusieurs nouvelles compositions qui
permettront à la fois d’alléger le matériau et
d’améliorer les propriétés mécaniques et
mécano- chimiques.
Les formulations proposées sont basées
sur l’insertion dans le matériau ou la
substitution partielle du sable par d’autres
charges telles que la poudre de marbre, la
perlite expansée (extra fine ; granulée). En
ce qui concerne le renfort (squelette en
acier) on a décidé de le garder dans un
premiers temps inchangé.
~ 15 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
recristallisation plus ou moins complète des
minéraux, la calcite, présente dans le
calcaire. Ainsi, ce sont les cristaux de calcite
• La perlite expansée :
alors visibles après ce métamorphisme qui
donnent l'aspect chatoyant à la roche après
La perlite expansée est produite en
un polissage. Le métamorphisme est le plus
chauffant un silicate naturel volcanique
souvent dû à la simple pression des terrains
entre 800 et à 1200 °C [1]. Cette
situés au-dessus des niveaux calcaires [3].
température de chauffage très élevée
provoque la fusion du matériau. Elle
La densité d'un marbre est élevée (en
apparaît sous forme de granules très légers.
moyenne 2,7), et cette roche est parmi les
Elle s'écrase facilement en poussière entre
plus résistantes : leur charge de rupture est
les doigts. Elle est bien plus stable que la
de 1,2 à 1,5 t par cm2
vermiculite mais accumule sensiblement
Le degré de pureté du marbre est
moins d'eau.
responsable
de sa couleur et de son aspect
Tableau I
[4].
Composition chimique de la perlite [2]
Tableau IIII
Composition chimique de la perlite
Composition chimique(%)
1.
MATIERE PREMIERE
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
As
Humidité
pH
76.07
10.51
1.53
0.70
0.32
4.79
4.56
1ppm
0.04
7.5
Figure II
Perlite expansée
Composition chimique(%)
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
MnO
K2O
TiO2
SrO
P2O5
2.21
0.960
0.0385
93.65
0.649
0.0578
0.115
0.232
0.121
0.0731
Figure II
la poudre de marbre
• La poudre de marbre
Un marbre est un calcaire ayant subi un
faible métamorphisme, ce qui a entraîné une
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• Liant minéral
~ 16 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Le liant minérale est une poudre à base de
dans un squelette en acier (renfort)
chaux, obtenue par calcination de pierres
contenant des carreaux en zelliges marocain
calcaires réduites en poudre, suivie d'une
prédisposés en motifs désignés. Après le
opération d'extinction à l'eau : selon la
séchage on obtient notre table.
qualité des roches extraites, la nature de la
. RESULTATS ET DISCUSSIONS
chaux obtenue sera différente [5].
Analysées chimiquement, les chaux ont
4. PROPRIETES DES MATERIAUX ELABORES
pour principaux composants, essentiellement
• La masse volumique
des oxydes de calcium (CaO) et/ou des
hydroxydes de calcium [Ca(OH)2], pouvant
Selon la norme ACI-213R-87, on
comprendre des quantités moindres de
distingue trois catégories de béton de
magnésium (MgO), d'hydroxyde de
granulats légers, classées selon la masse
magnésium [Mg(OH)2], de silicium (SiO2),
volumique du matériau durci. Il y a les
d'aluminium (Al2O3) et de fer (Fe2O3).
bétons légers de structure, utilisés pour la
Les chaux se divisent en deux catégories
fabrication d’éléments porteurs, les bétons
bien distinctes, selon que leur prise
légers de résistance modérée et les bétons de
s'effectue sous l'action du gaz carbonique de
faible densité [6].
l'air - chaux aériennes - ou sous l'action de
Figure III
l'eau - chaux hydrauliques [5].
Masses volumiques sèches habituelles de bétons
2. LES FORMULATIONS PROPOSEES
• La formule S0 : béton ordinaire (ciment
+ sable).
• La formule S1 : 50 % P.E.G + 16.6 %
Sable+16.6% Ciment + 16.6 % Poudre
d’Enduit
• La formule S2 : 50 % P.E.E.F + 16.6%
Sable+ 16.6%Ciment +16.6 % Enduit.
• La formule S3 : 50% P.E.E.F + 16.6%
(Sable+ P.M) + 16.6% Ciment +16.6%
Enduit.
NB:
Les pourcentages sont déterminés par le
volume ajouté de chaque constituant.
P.E.G : Perlite Expansée Granulée
P.E.E.F: Perlite Expansée Extra Fine
P.M :
Poudre de Marbre.
3. METHODE DE SYNTHESE :
confectionnés avec différents types de granulats
légers (ACI-213R-87, dans Neville, 2000)
D’après la norme ci-dessus nos
formulations appartiennent au béton de
résistance moyenne et leurs masses
volumiques sont comprises entre (400Kg/m3
et 1003 Kg/m3) par contre le béton ordinaire
entre (2200 Kg/m3 à 2600 Kg/m3).
• Le poids spécifique
Figure IV
Variation du poids en fonction des formulations
On ajoute dans chaque formulation S1,
2,3 la quantité d’eau suffisante pour former
une pâte homogène. On introduit le mélange
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~ 17 ~
le poids ( Kg)
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
réduit grâce à la présence de la poudre
d’enduit qui joue le rôle d’absorbant.
120
100
80
60
40
20
0
CONCLUSION
le poids
(Kg)
S0
S1
S2
S3
formulations
D’après le graphe ci-dessus le poids des
tables est réduit (d’environ 30%).Pour une
table de dimension 1.60m de longueur,
90cm de largeur, le poids est passé de 110
Kg à m min = 63 Kg pour la formulation S1.
• Le temps de séchage
Figure V
Variation du temps de séchage en fonction des
formulations.
Les résultats obtenus dans cette étude
nous ont permis d’aboutir aux
conclusions suivantes :
Les formulations appartiennent
au béton de résistance moyenne
et leurs masses volumiques
sont
comprises
entre
(400Kg/m3 et 1003 Kg/m3) par
contre le béton ordinaire entre
(2200 Kg/m3 à 2600 Kg/m3).
le poids des tables des panneaux
muraux fontaines en zellige
marocain carreaux céramiques est
réduit (d’environ 30%)
le temps de séchage total des
formulations proposés est réduit
tem p s de séch ag e
(jo urs)
Références
30
25
20
15
10
5
0
J.P. Oliva. L’isolation thermique écologique. S. Courgey.
Terre Vivante, 2010
le temps de
séchage
(jours)
Gunning .JG,” concrete technology: level 4”, Longman
technician series, Const et civil engineering, England, 1983.
(E.) PAPIRER, (H.) BALARD. "Activation et fonctionnalisation
de poudres". Journées d'étude des poudres. Ministère de la
Recherche et de la Technologie. PARIS, 1990
S0 S1 S2 S3
(W.A.) GUTTERIDGE et (J.A.) DALZIEL. "Piller cement of the
secondary component on the hydration of the Portland cement".
Cement and concrete Research. , 1990, 20, 778-782.
formulations S(n)
D’après le graphe ci-dessus le temps de
séchage total des formulations proposés est
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Rocci J.P – Mémento roches et minérau industriels “La perlite”.
Rap BRGM, Janvier 1987, 29 p.
www.reinnova.ma
M. ARNOULD, Matières premières pour la fabrication de
granulats légers, M. Arnould and M. Virlogeux, editors,
Granulats et bétons légers; Bilan de dix ans de recherche,
pages 3–24, Paris, 1986, Presses de l’Ecole ´ Nationale des
Ponts et Chaussées.
~ 18 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Etude de l’influence de la carbonatation sur la qualité
du béton armé
1
Pr. TANANE OMAR1, Mr. BENNANI ZOUHEIR2, Pr. ABBOUD YOUNES1
Pr. EL BOUARI ABDESLAM1
Laboratoire Physico-chimie des Matériaux faculté des sciences Ben M’Sik Université Hassan II Casablanca
2
Directeur Général du Bureau d’études ETS CONSULT
Adresse 38 Avenue Hassan I CASABLANCA
Tel : 05 22 22 92 12 - Fax : 05 22 22 92 11
Corresponding author
Email : o.tananet@gmail.com
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
RésuméL’objectif de ce travail est d’étudier
l’influence de la carbonatation du béton par la
pénétration de gaz carbonique, sur la qualité
et les propriétés des éléments des structures en
béton armé.
Nous avons tout d’abord effectué une étude
bibliographique centrée sur le béton armé et
la corrosion de l’acier, les techniques et les
méthodes non destructives utilisées pour
évaluer la qualité du béton et des armatures.
L’étude bibliographique a montré que la
carbonatation du béton est la cause majeure
de la corrosion des armatures dans le béton et
par conséquent la dégradation des ouvrages
en béton armé et précontraint, surtout lorsque
ces ouvrages sont exposés à un milieu marin.
Elle a signalé aussi que la carbonatation du
béton joue un rôle très important dans la
diminution de la porosité du béton grâce à la
formation des carbonates de calcium, le
produit de la réaction entre les CO2 et la
portlandite.
Le but premier de ce travail était de vérifier la
qualité du béton armé d’un bâtiment dégradé
et fortement carbonaté par rapport à un
bâtiment sain, pour cela plusieurs essais ont
été effectué in-situ et ex-situ, afin d’évaluer la
qualité des éléments en béton armé des deux
bâtiments objets de l’étude , le bâtiment 1 est
un bâtiment sain situé dans un milieu sec et
un environnement non concentré en CO2, le
bâtiment 2 est un bâtiment industriel
(environnement concentré en CO2) situé dans
un endroit proche de la mer (taux d’humidité
élevé).
INTRODUCTION
L’invention
du
béton
armé
est
généralement attribuée à Joseph Lambot,
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qui, en 1848, fit flotter une barque en
ciment armé, et à Joseph Monier, qui
construisit indépendamment, grâce à ce
matériau, des bacs à fleurs en 1849.
L’emploi du béton armé dans les structures
s’étend dès lors rapidement en France sous
l’impulsion de Joseph Monier, mais aussi
de Coignet, de François Hennebique et
d’Armand Gabriel Considère. Dès 1906,
une circulaire ministérielle fixe des
Instructions relatives à l’emploi du béton
armé, codifiant ainsi pour la première fois
la conception et le calcul des ponts et des
bâtiments avec ce matériau [1]
LES BETONS Plus de quatre milliards de
mètres cubes de béton sont coulés chaque
année dans le monde. Ce matériau permet
de construire des ouvrages de toute nature
et, notamment, des bâtiments, des
immeubles d'habitation, des ponts, des
routes, des tunnels, des barrages, des
centrales thermiques et nucléaires ainsi que
des plates-formes d'exploitation pétrolière
off shore.
Le développement de l'emploi d'un
matériau de construction repose sur des
critères techniques et économiques. La
résistance mécanique et la durabilité du
matériau fondent les principaux critères de
choix techniques. La disponibilité et le
faible coût des matières premières, la
facilité d'emploi et le prix de revient du
matériau
valident
les
conditions
économiques.
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~ 19 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Le béton répond parfaitement à ces
Le terme « béton » recèle une ambiguïté. Le
conditions de choix :
matériau doit en effet être considéré sous
deux formes :
Il est fabriqué à partir de matières
premières naturelles largement
- Le béton frais, mélange homogène
répandues à la surface de la terre ;
de matières premières solides en
Sa mise en œuvre est aisée et ne
nécessite que l'emploi d'une mainsuspension dans l'eau : c'est l'état
d’œuvre rapidement formée ;
dans lequel il se trouve lors de sa
Il autorise les plus grandes audaces
fabrication. Il se trouve en état
architecturales
et
techniques,
foisonné dans et à la sortie des
puisque, mis en place à l'état fluide,
appareils assurant l'obtention d'un
il épouse les formes de moules ou de
mélange homogène, et en état
coffrages les plus complexes ;
compacté dans son coffrage, après
Sa résistance mécanique dépasse
mise en place et damage, serrage ou
aujourd'hui largement celle des
meilleures roches naturelles ;
vibration ;
Sa durabilité est plus que séculaire
- Le béton durci, solide dont les
dès lors qu'il est correctement
formulé et mis-en Œuvre ;
propriétés physiques et mécaniques
Il s'accommode des environnements
s'acquièrent au cours des réactions
corrosifs et résiste bien, en
Physico-chimiques qui se déroulent
particulier, aux actions agressives de
entre ses composants à vitesse
l'eau de mer ; il offre une bonne
relativement rapide au début, puis à
tenue au feu, garantie de sécurité
vitesse fortement décroissante avec
vis-à-vis des incendies ;
le temps.
Son prix de revient, enfin, fait du
béton le matériau de construction
Le béton est un matériau composite ; ses
par excellence.
propriétés dépendent de la nature et de la
Le béton est probablement le plus ancien
qualité de ses composants mais aussi de
matériau composite. Il est fabriqué à partir
leurs proportions relatives. S'agissant des
d'un mélange intime de ciment, de
propriétés, il convient de distinguer celles
granulats, de fines et d'ultrafines,
qui concernent le béton frais et le béton
d'adjuvants et d'eau. Ces constituants sont
durci.
dosés, en fonction de leurs propriétés
propres, de manière à obtenir, après
A titre d'exemple, la composition pondérale
réaction physico-chimique entre eux, un
d'un béton courant, c'est-à-dire le poids des
produit solide dont les caractéristiques
différents composants permettant de
physiques et mécaniques peuvent être très
fabriquer 1 m3 de béton durci, est la
supérieures à celles des roches les plus
suivante :
- Granulats, 1 800 kg ;
résistantes. Dans la mesure où le ciment est
- Ciment, 350 kg ;
un liant hydraulique lui-même fabriqué
- Eau, 180 kg ; à quoi s'ajoutent
avec des minéraux naturels, le béton peut
éventuellement quelques 10 à 20 kg
être considéré comme une roche artificielle.
d'adjuvants.
[2].
Quel que soit le béton, il est fabriqué avec
du ciment, des granulats, de l'eau, des
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
adjuvants. Les granulats peuvent inclure
et des poutres en béton armé avec des dalles
des fillers et, éventuellement, des ultrafines.
pleines de type béton armé et l’âge du béton
est presque le même pour les
deux
bâtiments.
Des auscultations sur chantier et des essais
au laboratoire ont été effectués afin de
mesurer :
La carbonatation et la profondeur de
pénétration des CO2.
La résistance à la compression,
L’homogénéité du béton,
L’état d’avancement de corrosion
des armatures des éléments de la
structure.
Figure 5 : Les principaux composants du béton
Quel que soit le béton, il est fabriqué avec
du ciment, des granulats, de l'eau, des
adjuvants. Les granulats peuvent inclure
des fillers et, éventuellement, des ultrafines.
Les paramètres expérimentaux choisis pour
évaluer par des essais et des méthodes de
contrôle non destructif la qualité du béton
et l’état des armatures des éléments de la
structure de deux bâtiments différents:
Bâtiment 1 : Situé dans un
environnement sec (taux d’humidité
de l’ordre de 38%), le bâtiment est
en bon état et le béton des éléments
de la structure n’est pas dégradé.
Bâtiment 2 : bâtiment industriel
situé dans un endroit proche de la
mer (taux d’humidité environ
75%), le béton de la
La plus part des éléments de la structure est
dégradé avec apparition des fissures et
traces de la rouille de corrosion.
La structure porteuse des planchers des
deux bâtiments est assurée par des poteaux
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Les tests de vérification de la carbonatation
du béton par phénolphtaléine des éléments
de la structure ont montré une faible
carbonatation du béton avec des
profondeurs de pénétration du gaz
carbonique ne dépassant pas les 2 cm par
rapport à la surface de l’élément testé.
Evaluation de la résistance à la
compression et l’homogénéité du béton,
et mesure des potentiels de corrosion des
armatures :
La résistance et l’homogénéité du béton des
éléments de structure du bâtiment 1 ont été
évaluées
par
des
auscultations
sclerometriques et dynamiques d’un
échantillonnage des éléments de la structure
Porteuse sur chantier et au laboratoire.
Les potentiels de corrosion des armatures
ont été enregistrés sur chantier
par
auscultation d’une poutre au Rez de
chaussée.
Résultats et interprétations.
La résistance moyenne à la compression du
béton de l’échantillonnage des éléments
testés est de 28,6 MPa, valeur supérieure à
celle exigée par les normes (25MPa), le
béton des éléments auscultés est de qualité
acceptable.
Le coefficient de variation moyen des
vitesses
ultrasoniques
évaluées
par
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~ 21 ~
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auscultation
dynamique
de
Résultats et interprétations :
l’échantillonnage des poteaux testés varie
La résistance moyenne à la compression du
entre 2 et 4 % conférant ainsi aux éléments
béton de l’échantillonnage des éléments
de structure testés une homogénéité dans la
testés est de 25.13MPa, valeur acceptable
masse du béton,
vis-à-vis des normes, avec des coefficients
de variation de vitesse compris entre 6 et 7
La moyenne des mesures de potentiel de
% conférant ainsi aux éléments testés une
corrosion des armatures est de – 132 mV
reflétant une amorce de corrosion.
hétérogénéité dans la masse du béton testé.
3. Mesure des potentiels de corrosion des
armatures dans le béton :
L’auscultation Potentiometrique a intéressé
la sous face du plancher haut du Rez de
chaussée du bâtiment 2.
Les
résultats
d’auscultation
potentiometrique
montrent
que
les
potentiels de corrosion des planchers sont
variables suivant les zones testées, les
valeurs enregistrées sont comprises entre
-125mV et -980mV avec une moyenne de
-520mV.
L’état de corrosion des armatures selon les
résultats obtenus et la présentation
graphique (voir figure : 15) est intense, le
matériau acier a perdu ses caractéristiques
Figure 2: Présentation graphique 3D
mécaniques et sa résistance ce qui favorise
des résultats de mesure des potentiels de
l'éclatement et la chute du béton d'enrobage.
corrosion des armatures Bâtiment -1Les résultats des auscultations effectuées au
bâtiment 2, sont regroupés sous forme des
I. Evaluation de la qualité des éléments BA
tableaux dans.
du bâtiment 2 :
L’étude comparative des résultats des essais
1. Mesure de la carbonatation du béton
effectués sur les éléments de la structure
et profondeur de pénétration du CO2 :
des deux bâtiments consiste à représenter
A travers les tests de coloration réalisés sur
les valeurs obtenues sous forme des
différentes carottes de béton prélevées,
histogrammes pour chaque propriété
On constate que le béton est carbonaté sur
examinée, à savoir la profondeur de
une épaisseur de 3 à 4cm par rapport à la
carbonatation, les potentiels de corrosion et
surface de l’élément testé (voir annexe H).
la résistance à la compression du béton des
2. Evaluation de la résistance à la
deux bâtiments objets de cette étude.
compression et l’homogénéité du béton :
L’évaluation de la résistance mécanique et
homogénéité du béton des éléments du
bâtiment 2 a intéressé un échantillonnage
des poteaux et dalles en béton armé.
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
la compression (25,13 MPa) reste
supérieure à la valeur exigée par la norme,
ceci est dû principalement à la formation
des carbonates de calcium qui bouchent les
ports du béton en augmentant sa densité, est
par conséquent sa structure devienne plus
compacte, moins poreuse et résiste bien au
forces de compression.
la carbonatation a un effet négatif sur l’état
des armatures et l’homogénéité du béton,
mais l’étude montre aussi que ce
phénomène influence d’une façon favorable
sur la résistance du béton en diminuant la
porosité de ce dernier, cette diminution
minimise la perméabilité du béton aux gaz
et agents corrosifs surtout les chlorures.
Figure 3: Présentation graphique 3D des
L’étude montre aussi que l’auscultation
résultats de mesure des potentiels de corrosion
sclerometrique est une méthode insuffisante
des armatures Bâtiment -2pour juger la qualité du béton armé,
Conclusion
l’auscultation dynamique reste la technique
D’après cette étude comparative des
la plus efficace pour confirmer la fiabilité
résultats d’évaluation de la qualité du béton
des résultats des résultats sclerométriques.
armé des deux bâtiments étudiés dans ce
travail, on a constaté que le béton du
bâtiment 2 (bâtiment industriel dégradé) est
fortement carbonaté sur une profondeur de
l’ordre de 4cm par rapport à la surface
extérieure des éléments testés, par contre la
profondeur de carbonatation ne dépasse pas
les 2cm pour les éléments auscultés du
bâtiment 1.
Les armatures du bâtiment 2 ont perdu leurs
caractéristiques mécaniques à cause d’une
corrosion très avancée d’un potentiel
moyen de corrosion d’environ -520mV,
valeur très inferieure à celle enregistrée au
bâtiment1
(-132mV).
Malgré la forte carbonatation du béton du
bâtiment industriel, sa résistance moyenne à
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
Références.
Y.T. Yu, M.F. Lau, "A comparison of MC/DC, MUMCUT and
several other coverage criteria for logical decisions", Journal
of Systems and Software, 2005, in press.
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CRIB, Edition Eyrolles, Paris, (2000).
M. Pourbaix, “Atlas d’équilibres électrochimiques à 25°
C”, Edit. Gauthiers- Villars, Paris, 1963.
Shamsad Ahmad, “Reinforcement corrosion in concrete
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–a review”, Cement and Concrete Composites,
Volume 25, May-July 2003, pp 459-471.
R.G. Patel, L.J. Parrot and D.C.Killoh, “Gradients of
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pastes caused by drying”, Cement and Concrete
Research, 15, 1985, pp 343-356.
V.T. Ngala, C.L.Page, “Effects of carbonation on pore
structures and diffusional properties of hydrated
cement pastes”, Cement and Concrete Research, 27,
1997, pp 995-1007
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~ 23 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Développement d’une nouvelle solution de
maintenance préventive dans l’industrie du ciment
ALHAJJAJI Malek 1, BOUBEKER Brahim1, IDIRI Mohamed 1, ELJOUMANI Safia 1,
ZAMMA Abdellah 1.
1
: Laboratoire d’Ingénierie et Matériaux (LIMAT), Faculté des sciences Ben M’Sik, Casablanca, Maroc,
malek.alhajjaji@gmail.com
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Résumé- L’optimisation des politiques de maintenance
préventive est devenue un sujet d’intérêt qui a fait
l’objet de nombreux travaux. Cette contribution propose
une nouvelle politique optimisée de la maintenance
préventive pour le système axe du galet. Elle est divisée
en deux grandes parties. La première propose une
nouvelle conception de l’axe où l’effet de la
maintenance préventive est intégré, et la deuxième
élabore une nouvelle technique de contrôle adapté à la
nouvelle conception.
A ce propos, nous nous sommes intéressés aux axes des
galets des fours rotatifs de cimenterie. Nous avons noté
les contraintes imposées à l'axe «complet» du rouleau.
Ces contraintes qui ont provenu de contact entre le
bandage et ses rouleaux de soutien. Actuellement, la
méthode de contrôle par ultrasons de l’axe plein dans
cette situation pose des inconvénients, par exemple,
l’obligation de l’arrêt de l’installation ou encore la
difficulté de détecter et de dimensionner les défauts
(fissures) engendrés par le champ de contraintes.
Nous proposons dans cette étude, une autre approche,
nous préconisons d’opter pour un axe creux au lieu
d’un cylindre plein, avec un diamètre minimal qui
permet au système de contrôle de pénétrer axe creux
afin de faire un contrôle par ultrasons. Ceci permettra
un contrôle préventif, en fonctionnement par la
technique non destructive des ultrasons. L’analyse
donne les différents résultats de comparaison entre
l’axe de cylindres plein et creux, ayant les mêmes
dimensions et le même matériau et finalement le plus
intéressant c’est le même fonctionnement.
Mots-clés :
FOUR ROTATIF, AXE DU GALET, FATIGUE,
MAINTENANCE PREVENTIVE, CONTROLE NON DESTRUCTIF,
ELEMENTS FINI.
INTRODUCTION
Le monde de l’industrie et le monde des
transports disposent des machines et
d’installations de plus en plus performantes
et complexes. Les exigences de haute
sécurité,
la
réduction
des
coûts
d’exploitation et la maîtrise de la
disponibilité des équipements donnent à la
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maintenance préventive des systèmes un
rôle prépondérant. Elle doit permettre de
n’intervenir qu’en présence d’éléments
défectueux, de minimiser le temps de
réparation, et de fournir un diagnostic
fiable et facilement interprétable malgré la
complexité des équipements [1, 2].
Nous nous intéresserons principalement
à l’entretien de four de cimenterie
constitue une composante importante dans
la maintenance. Ce dernier est utilisé pour
l'étape de pré-traitement dans la fabrication
de Portland et d'autres types de ciments.
Pour le four rotatif, les axes du galet
sont parmi les principales pièces qui
composent ce four du cimenterie. Ils sont
considérés comme les éléments les plus
importants liés à la sécurité, car un axe du
galet qui présente une avarie, peut
directement entraîner un accident [3].
Afin de minimiser les temps de
réparation et de révision, le procédé de
maintenance adopté est celui de
maintenance préventive avec une nouvelle
conception de l’axe du galet en minimisant
sa masse pour faciliter sa maintenance
préventive. Ensuite, on fait
une
comparaison entre l’axe actuel et celui
développé par notre étude en utilisant la
méthode des éléments finis (MEF) pour
connaitre la différence de fiabilité entre les
deux axes.
~ 24 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
GENERALITES
B. Principe de fonctionnement des galets de
roulement
SUR LE DOMAINE
A. Four rotatif de cimenterie
Le four est un tube s’appuie sur des
stations de roulement (deux, trois, ... huit)
ayant une inclinaison de l’ordre de 3,5 %
par rapport à l’horizontale et tournant à des
vitesses de rotation comprises entre 1,8 et
3,5 tr/min (voir figure 1).
Le four rotatif est isostatique supporté
par trois stations de roulement dont la
station amont est motrice. La virole du four
s’appuie par l’intermédiaire de bandages
crantés sur les galets (Figure 2), c’est
dernières sont alignant sur les bandages. La
mise en rotation du four peut être assurée
dans notre cas par la couronne
dentée/pignon fixée sur la virole. Le
mouvement donne sera guidé les stations
de roulement.
Le four est posé sur un ensemble de 3
bondage et 6 galets. Les bondage sont fixés
faiblement à la virole du four. La rotation
de ces derniers est faite sur 3 paires de
galets en acier. Ces galets doivent prendre
en charge le four et permettre la rotation
qui se faite, aussi que possible, sans
frottement.
Galets d'appuis sont en acier forgé,
composé à des axes en acier forgé de
carbone et ils sont équipés de deux paliers
lisses appropriés pour les machines à basse
vitesse avec des charges élevées et sont
caractérisés par une bonne «élasticité» qui
compense les changements statique dans le
four aligné [6, 7].
Le four à clinker est soumis à des
sollicitations ayant pour origine les charges
mécaniques mises en œuvre ou appliquées,
la charge thermique, des défauts de
géométrie. Ainsi ces charges de la virole
sont transmises aux fondations par
l’intermédiaire des bandages, galets et
paliers [3, 4].
Fig. 8. L’assemblage des galets de roulement du
four [6].
DEROULEMENT D’ETUDE
A. Présentation du cas d’étude
Fig. 6. Four rotatif [5].
L’objectif est d’optimiser le temps
d’entretien préventif de l’axe du galet, on
réduit le temps, la matière et l’effort
fournit pour cette opération.
Fig. 7. Situation des galets avec le four [5].
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Problématique
:
Pendant
le
fonctionnement du four rotatif,
un
phénomène de flexion alternée se produit
au niveau de l’axe du galet, ce qui donne
naissance à des microfissures de fatigue
dont la propagation est souvent à l’origine
des fractures de celui-ci.
~ 25 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
La maintenance préventive de l’axe du
poids de bandage est 680Kn [9].La charge
galet par une technique de contrôle non
appliquée
par
galet
est
F
=
destructif
(CND)
est
gênée
par
3726218.6N.
l’inaccessibilité à ces organes ciblés par
l’inspection. L’opération exige un temps
important, pour démonter les couvercles,
les brides des axes et la vidange d’huile
pour les six galets, ainsi que pour leur
remontage. De plus, malgré la difficulté
rencontrée en démontage, nous n’arrivons
pas à un résultat de contrôle fiable et précis
à cause de la complexité de l’installation
(voir la figure 4).
But de la recherche : Le but de cette
recherche est l’analyse du nouveau
système développer est de propose une
méthode simple de contrôle.
Fig. 10. Contact entre le bandage et le galetmodèlesimplifiée [5].
Fig. 9. L’installation de l’axe du galet
B. Analyse statique
Données et hypothèses
La charge estimée appliquée au niveau
des points nodaux de la surface du galeta
été établie aux nœuds proches de la zone
de contact entre le galet et le bandage. La
méthode adoptée pour le calcul de la
répartition de la charge sur le produit
spécifié est illustrée sur la Figure.5. On
utilise l’équation (1) qu’il peut être écrit
comme [8] :
F
Q.Gr
2. cos 30
(1)
Afin d'analyser la fiabilité du nouveau
axe du galet, il est nécessaire de prendre en
compte les considérations suivantes : le
charges maximum agissant sur les deux
galets de support est égale = 6454kN; -Le
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Données et hypothèses pour l'analyse : Dessin de construction de l’axe du galet voir la figure n° 7 [11]; - EN8 de matériau
de l'axe de galet avec la spécification
technique (EN8), ρ = 7850 kg/m3, E =
2.05E5 MPa, ν= 0.3, Re = 600 MPa[10].Angle entre le bandage et le galet est à 30
degrés. - composante de charge agissant
sur le galet unique - Nous avons supposé
que le contact entre GALET et
BANDAGE est continue sur la largeur
totale disponible de l'anneau chemin de
roulement, - Nous avons supposé qu'il n'y a
pas manivelle cachée de coquille et aucun
grand défaut d'alignement de l'axe de
système de soutien de four. -Il est difficile
de déterminer la pression de chaque galet
qui est fonction de la fabrication et
d'assemblage qualité.
La complexité de l’ensemble d’un four
rotatif et son interaction avec les autres
composants nous amènent à adopter
~ 26 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
certaines hypothèses simplificatrices pour
Le poids du four appliqué sur l’axe des
développer notre modèle d’éléments finis
efforts notés pour l’attache au siège du
(EF).
galet, figure 6. L’estimation des efforts
statiques appliqués à l’axe a été faite en
La coque du four est équipée en paliers
prenant en compte les données précédentes
et peut être considérée comme poutre
:
simplement appuyée. Dans les conditions
Tableau 1: la composition chimique de EN8
Matériel [10].
normales, l'entrée et la sortie du four ne
supportent pas la coquille, par conséquent
le four peut être pris comme une poutre en
porte à faux.
Pour calculer les réactions d'appui, une
procédure simplifiée est utilisée et
certaines hypothèses sont prises : le
mélange est réparti symétriquement autour
de l'axe vertical du four (Figure 6). Cela
signifie que des charges du poids du
matériau sont également réparties sur
chaque galet. La distribution réelle est
illustrée à la figure 4 à droite, La figure 6
met en évidence la distribution inégale de
charge entre les galets en raison des effets
d'inertie [5, 11, 12].
Elément chimique et Moyenne de sa
concentration en %
C
Si
Mn
S
P
0.40 0.25 0.80 0.015 0.015
EN8
Fe
98.52
Material
Fig. 12. Géométrie de l’axe du galet
Fig. 11. Répartition symétriquement autour de
l'axe vertical du four [5].
C. Modèle d’Eléments Finis
Conditions aux limites des matériaux
Le galet et ses axes sont assemblés de
manière rigide. Nous pouvons considérer,
dans le modèle EF, que tous les points de
l’axe du galet qui sont en contact avec les
longerons, sont présentés par la zone
coloriée en rouge sur la figure 6, ont deux
degrés de liberté [11].
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Modèle mécanique et maillage
Le modèle est développé en utilisant un
logiciel des éléments finis. Nous utilisons
un
modèle
élastique
en
grands
déplacements. Nous avons maillé l’axe du
galet avec 228880 éléments volumiques.
Les éléments utilisés sont issus de la
bibliothèque des éléments standards. Ce
sont des éléments quadratiques à
intégration réduite pour les hexaèdres
appelés C3D20R et sans intégration réduite
pour les éléments tétraèdres appelés
C3D10. Ces éléments ont été choisis
principalement pour leur performance en
simulation dynamique [11, 12].
D. Résultats des analyses statiques par
éléments finis
Le niveau de contrainte de Von Mises
dans l’axe du galet creux et du galet plein,
donné par le modèle développé dans la
partie précédente, est présenté dans les
figures 7 et 8.
~ 27 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Fig. 8. Distribution des contraintes de Von Mises
dans l’axe de galet PLEIN
Fig. 10. Déplacement galet PLEIN
Fig. 9. Distribution des contraintes de Von Mises
dans l’axe de galet CREUX
Nous observons que les contraintes
équivalentes les plus intenses sont
concentrées autour de la zone de
changement du diamètre. La valeur
maximale des contraintes de l’axe creux
augmente, par rapport à l’axe plein, d’une
quantité très tolérable. La valeur maximale
de la contrainte de Von Mises est de 99.25
MPa pour l’axe plein et de 99.43 MPa pour
l’axe creux.
Nous observons également, que le
déplacement total de l’axe creux est de
0,63mm, ce qui est inférieur à la valeur
maximale du déplacement de l’axe plein,
0,82mm.
Fig. 11. Déplacement galet CREUX
Tableau 2 : Récapitulatif des résultats
S.MISES
Déplacement
AXE PLEIN
99.25 Mpa
0.82 mm
AXE CREUX
99.42 Mpa
0.63mm
E. Discussion des résultats
Par les résultats obtenus, il apparait
clairement, que le changement de
conception de l’axe du galet donne la
même marge des contraintes ce qui
confirme la validité de solution sans porter
préjudices à sa rigidité. Il est également
mis en évidence que la modification de la
conception de l’axe proposée, donne une
résistance suffisante pour supporter la
charge par rapport à la conception initiale
de l'axe.
La durée de vie maximale admissible de
l’axe du galet peut être atteinte grâce à une
conception adoptée pour l’axe creux. Par
conséquent, en tenant compte des facteurs
externes
associés,
on
a
facilité
l’accessibilité d’une manière significative à
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~ 28 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
l’axe du galet lors de la maintenance
préventive.
MISE AU POINT D’UNE METHODE DE CONTROLE
PREVENTIF ULTRASONORE DES AXES DE GALET
A. Principe de la méthode
Afin de pouvoir déterminer s’il y a des
défauts dans la pièce (axe de galet),
particulièrement dans les zones critiques
identifiées ci-dessus, nous avons procédé à
étalonner l’appareil de contrôle par
ultrasons (UT) et fabriquer un support de
palpeur ayant une tige comportant une
règle graduée pour déterminer et localiser
la position de défaut, et fabriquer des cales
pour maintenir la position du palpeur par
rapport à la surface du trou de l’axe[13,
14].
Fig. 13. Les zones critiques de l’axe du galet
La surface de l’axe étant circulaire, il
est nécessaire de faire un contrôle en
rotation d’un tour (360°) pour s’assurer du
balayage de l’ensemble contrôlé. Aussi,
nous allons mettre au point un système
rotatif pour supporter le palpeur, ce qui
permettra un gain, encore, de temps très
considérable [14].
B. Procédure d’étalonnage avant contrôle
Le chapitre 7.6 de La norme ISO 9001
[13] exige la Maîtrise des dispositifs de
surveillance et de mesure, entre autres on
précise l’étalonnage périodique des
appareils de contrôle, ce qui n’est pas
toujours aisé. En effet, lors de l’étalonnage
de l’appareil avec l’étalon normalisé
(fig.10), il est important de connaitre la
fiabilité du matériel : appareils de contrôle,
palpeurs (sondes de contrôle) et plus
généralement les conditions du contrôle.
Fig. 12. Contrôle non destructif par ultrason de
l’axe du galet
On a fait appel aux ondes transversales
(OT) pour contrôler les zones critiques de
l’axe pour pouvoir réaliser le contrôle sans
démonter la carcasse et les autres éléments.
Les ondes ultrasonores transversales
seront générées par un palpeur, avec un
angle bien déterminé à partir de la surface
du trou d’axe. Comme le montre le
schéma de la figure 11. Cette méthode
permet au contrôleur de balayer toute la
zone critique par ondes transversales.
Aussi, dans un premier temps nous
procédons à un étalonnage suivant les
règles de l’art en contrôle non destructif
par ultrasons, en utilisant une cale étalon
normalisée cale V1, comme la montre la
figure 13 ci-après.
Fig. 14. Dispositif d’étalonnage normalisé
Après l’étalonnage initial, nous allons
étalonner la sensibilité de l’appareil, sur
laquelle on va se baser pour le contrôle de
l’axe du galet en service. Elle nous
renseigne sur la position des défauts, sur
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~ 29 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
leur importance relative par rapport aux
précédemment. Une étude approfondie est
défauts artificiels « connus » et donc une
en cours pour atteindre cet objectif.
classification permettant de connaitre le
REFERENCES
degré de sévérité de ces défauts [14].
B. Claire, « elements de maintenance preventive de machines
tournantes dans le cas de defauts combines d’engrenages et
de roulements », Thesis, INSA de Lyon, 2002.
CONCLUSION
Il ya de nombreuses causes externes de
défaillance de l'axe qui peuvent être
éliminées en changeant toute la conception
du four, chose qui n'est pas possible, très
coûteuse et fastidieuse. Au lieu de changer
la conception de tout l’ensemble ; il serait
plus judicieux et plus simple de changer
seulement la conception de l’axe du galet
comme il est décrit dans notre article, en
adoptant un axe creux.
FLSmidth Institute, The International Maintenance Seminar, vol.
I & II, FLSmidth Institute, Copenhagen, 2005.
La nouvelle conception facilite le
contrôle en permettant l’accessibilité aux
zones critiques et la maintenance
préventive. De plus, on aboutit à un gain
de temps, en réduisant le temps d’arrêt
pour maintenance et un gain en masse du
matériau constituant l’axe du galet (axe
creux).
E. Rusinski, Z. Stamboliska, et P. Moczko, « Proactive control
system of condition of low-speed cement machinery »,
Autom. Constr., vol. 31, p. 313-324, mai 2013.
Par
conséquent,
l'adoption
du
changement
dans
les
perspectives
matérielles et de conception est un facteur
recommandé en tenant compte des
conditions et des paramètres pris en
compte lors de l’entretien.
En perspective, On se propose
l’intégration du système de contrôle aux
axes du galet, ce qui permet une
surveillance permanente des axes. Les
traducteurs peuvent être intégrés au trou de
l’axe de galet, ce qui assurera le contrôle
les zones critiques que nous avons identifié
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R.P. Chapman, Recommended Procedures for Mechanical
Analysis of Rotary Kilns, Fuller Company, Bethlehem,
1985.
Cement kiln, http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Cement kiln;
2010.
Alma Žiga ,Aleksandar Karač. The contact stresses between
cement kiln tyre and supporting rollers , 12th International
Research/Expert Conference ”Trends in the Development
of Machinery and Associated Technology” August, 2008,
pp. 693-696.
Polysius: Technology Forum, Neu Beckum, 2004.
HENG LONG LI, PANOS PAPALAMBROS, A contribution to
the optimal design of ride-ringes for industrial rotary
kilns,Godon and Breach sciene Publishers ,1985, Vol8 pp.
207-222.
Vidyadhar Deshpande, Arvind Dhekhane ,Contribution to Kiln
Tyre Contact Stress Analysis, International Journal of
Innovative Research in Science,Engineering and
Technology,Vol. 3, Issue 2, 9500-9504., February 2014
S. N. Vijayan et M. Makeshkumar, « Material Specific Product
Design Analysis for Conditional Failures–A Case Study »,
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SUMESH KRISHNAN, Achieving mechanical stabilty of rotary
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Technology in Engineering and Science , Volume No.02,
Issue No. 12, p. 568–580, December 2014
Del Coz Diaz J.J., Rodriguez Mazon F.: Design and finite
element analysis of wet cycle cement rotary kiln, Finite
Elements in Analysis and Design, 2002.
Norme française, NF EN ISO 9004 Systèmes de management de
la qualité, paris, 2008.
Norme française, NF EN 12223 Essais non destructifs contrôle
par ultrasons spécifications relatives au bloc d'étalonnage,
Avril 2000.
Garayoa R et Al.; Méthodes d’Amélioration Continue,
Décembre 2000 .
~ 30 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Utilisation d’un échangeur air-sol comme solution de
conditionnement d’air dans un bâtiment avicole
LAKNIZI Azzeddine1, 2, EL MAAKOUL Anas3, BEN ABDELLAH Abdellatif 1,2 ,
SAADEDDINE Said 3 , MEZIANE Mohamed2
1
: Faculté des Sciences et Techniques-Tanger, Equipe de recherche en Ingénierie, Innovation et management
des Systèmes Industriels, eng.azzeddinelaknizi@gmail.com.
2
: Université internationale de Rabat, Cellule de valorisation et transfert, Parc Technopolis Sala Al Jadida
11100.
3
: Faculté des Sciences et Techniques-Mohammedia, Département de Physique, B.P. 146 Yasmina. 20658
Mohammedia, saidsadedine@gmail.com.
Résumé- L’industrie avicole est l’un des secteurs clés
de l’économie nationale, dont le rôle pionnier dans la
chaîne alimentaire n’est plus à démontrer. Parmi les
problèmes que rencontre ce secteur, on peut citer un
taux de mortalité élevé dû souvent aux problèmes de
conditionnement. Les échangeurs air-sol permettent de
réaliser des économies substantielles en énergie. Ils se
caractérisent aussi par leur impact positif sur
l’ambiance interne.
Dans ce travail, nous présentons une modélisation et
une étude paramétrique d’un échangeur air-sol. Les
résultats sont discutés suivant le paramètre d’influence.
Finalement, les gains énergétiques sont estimés pour
une étude de cas de l’installation d’un système dans la
ville de Tanger.
Mots-clés : L'industrie de la volaille, vagues de la
chaleur, échangeur air-sol, conditionnement d’air.
crées sont de l’ordre de 360 000 d’emplois
et la production s’élève à 560 000 Tonnes
de viande et 4,5 Milliards d’œuf.
Ce secteur fait face, chaque été, à des
pertes économiques considérables. En
effet, les hautes températures enregistrées
pendant les mois de juin, juillet et août
entraînent la mort de plusieurs millions de
volailles et des baisses de performances en
élevage (pertes de poids).
Pour révolutionner ce secteur, réduire les
taux de mortalité, limiter la baisse des
performances et réaliser des économies
d’énergie, nous proposons une solution de
conditionnement d’air écologique qui est
basée sur l’utilisation des échangeurs airsol.
INTRODUCTION
D’après l’Organisation Global Footprint
Network le jour du dépassement cette
année est le 20 août 2015 [1]. Cela signifie
que l’humanité a consommé en huit mois
ce que la terre peut produire en un an. Ce
constat nous oblige à revoir nos méthodes
de consommation et trouver des solutions
durables et renouvelables. Pour cela, ce
travail
présente une solution de
conditionnement d’air pour le secteur
avicole marocain.
Le secteur avicole marocain joue un rôle
primordial en matière d’investissement, de
création d’emplois et de contribution à la
sécurité alimentaire. D’après la Fédération
Inter-professionnelle du secteur avicole
(FISA-Maroc) [2] les investissements sont
évalués à 9,4 Milliards de DH ; les emplois
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ECHANGEUR AIR-SOL
L’échangeur air-sol est un système
géothermique
qui extrait
l’énergie
thermique contenue dans le sol. Il est
constitué d’un ou plusieurs tubes enterrés
qui permettent le transfert de la chaleur
entre l’air et le sol pour refroidir l’air
pendant l’été et le chauffer
pendant
l’hiver. Il est couplé avec un ventilateur
pour assurer le débit d’air nécessaire.
~ 31 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Le bilan thermique sur un volume de
contrôle donne :
T T
p dT s
dQ mc
Rtot
(1)
Avec la résistance thermique totale :
De
)
Di
1
h Di dx 2 K t dx
ln(
Fig. 1 : Echangeur air-sol couplé à un
bâtiment avicole
Rtot Rconv Rcon
(2)
Le coefficient d’échange par convection
forcée :
ETUDE THEORIQUE
1. ECHANGE THERMIQUE
L’échange thermique dans le système
échangeur air-sol se fait par convection à
l’intérieur du tube et par conduction à
travers les parois du tube. Pour quantifier
le taux d’échange thermique, un bilan
thermique sur un volume de contrôle doit
être
établi
avec
des
hypothèses
simplificatrices.
Les hypothèses sont :
• L’échange thermique se fait en
régime stationnaire, c’est à dire que les
températures restent constantes dans le
sol et à la paroi du tube.
• Le sol est un milieu homogène avec
des propriétés physiques constantes.
h
NuD k air
Di
(3)
Le nombre de Nusselt est calculé à l’aide
de la corrélation de Colburn[3]:
0.33
NuD 0.0223Re0.8 Pr
(4)
Où Re est le nombre de Reynolds :
Re
4m
Di
(5)
Et Pr le nombre de Prandtl :
Pr
Cp
K
(6)
En posant
Fig. 2 : Tube enterré bilan thermique
R tot
D
ln e
D
R ' tot
1
i
h Di dx 2 K t dx
dx
(7)
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~ 32 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
conduites, ces pertes sont calculées par la
formule suivante :
dT
dx
V2
P
ξρ
'
sin
p R tot
Ts T mC
2
(14)
(8)
On a :
L’intégration de l’équation (8) avec les
conditions aux limites donne:
ETUDE PARAMETRIQUE
D’après les équations de bilan thermique
et de pertes de charges on constate que les
paramètres d’influence sont : le débit d’air,
les propriétés thermiques du sol, la
conductivité thermique du tube, la
profondeur d’enfouissement des tubes et la
géométrie de l’échangeur.
T ( x 0) Tea
T ( x L) Tsa
(9)
Tsa
L
dT
dx
T T Ts 0 mC
p R ' tot
ea
1. L’influence de débit massique
(10)
On peut donc obtenir la température de sortie :
Tsa Ts (Tea Ts )e
(11)
L
'
mC
p R tot
La puissance échangée est alors :
p (Tsa Tea )
Q mC
(12)
2. LES PERTES DE CHARGES
Fig.3 : Influence de débit sur la puissance
échangée
Le calcul des pertes de charges permet
de dimensionner le ventilateur qui va être
couplé avec l’échangeur air-sol.
a. Les pertes de charge linéaires
Les pertes de charges linéaires ou
minoritaires sont calculées par la formule
suivante :
L V 2
Plin f
Di 2
(13)
On constate que la puissance échangée
augmente avec le débit.
2. L’influence des propriétés thermiques
du sol
b. Les pertes de charge singulières
Les pertes de charges singulières ou
locales sont rencontrées dans les coudes,
les dérivations et les transitions des
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~ 33 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
La température du sol est calculée selon
l’équation suivante [6] :
1/ 2
T ( z , t ) Tmoy Tamp exp z
365 sol
1/ 2
2
z 365
cos
t t shift
15
365
2
sol
Fig. 4 : Influence des propriétés thermiques du
sol sur la puissance échangée [4]
3. L’influence de la conductivité
thermique du tube
Les matériaux les plus utilisés, tels que
le PP, PE et PVC [5], sont de nature non
métallique pour éviter la corrosion.
Fig. 6 : Influence de la profondeur
d’enfouissement sur la température du sol.
La figure montre que la température
du sol augmente pendant la période de
chauffage avec la profondeur, et diminue
pendant la période de rafraichissement.
Elle tend vers une valeur stable pour des
profondeurs
supérieures
à
2
m.
L’augmentation de la température implique
l’augmentation de la puissance échangée.
5. L’influence de la géométrie de
l’échangeur
Fig. 5 : Influence de la conductivité thermique
du tube sur la puissance échangée
D’après la figure la conductivité
thermique du tube a une faible influence
pour des longueurs inférieures à 40 m et
au-delà de cette valeur l’influence est
nulle.
4. L’influence de la profondeur
d’enfouissement
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~ 34 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Tableau IV
Les gains énergétiques
Mois
mais
Température
d’ entrée
29.1
Température
de sortie
22.54
La puissance
échangée(kw)
3.7
Juin
33.2
24.2085
5
juillet
35.2
25.0801
5.7
Auot
35.8
25.3291
5.9
septembre
33.1
24.2085
5
Octobre
28.9
22.4654
3.64
Fig. 7 : Influence du diamètre de tube sur la
puissance échangée
CONCLUSION
D’après la figure la puissance échangée
augmente pour des petits diamètres et cela
est due au fait que pour des petits
diamètres l’écoulement est turbulent ; donc
le coefficient d’échange par convection est
important.
ETUDE DE CAS TANGER
1. Les conditions climatiques de Tanger
D’après les données météorologiques de
la ville de Tanger fournies par ASHRAEMETEO [7] la température maximale
moyenne est de 35°C et la température
minimale moyenne est 19.3°C. Le mois le
plus chaud est août et le mois le plus froid
est janvier. La température annuelle
moyenne est de 17.9°C. La même source
indique qu’une température minimale de
0.3 °C et une température maximum de
38.9°C avaient été enregistrées durant les 5
années précédentes.
2. Les gains énergétiques
Les dimensions retenues de l’échangeur
sont De=0.214 m, Di=0.2m et L= 30 m le
matériau consécutif est le polypropylène de
conductivité thermique 0.028 W/m.K. la
profondeur d’enfouissement est de 2 m.
Dans cette étude, nous nous sommes
intéressés à l’utilisation d’un échangeur
air-sol dans le secteur avicole. Pour
atteindre cet objectif, dans un premier
temps on a établi un modèle mathématique
en se basant sur un bilan thermique.
Ensuite, une étude paramétrique a été
effectuée dans laquelle on s’est intéressé
aux effets du débit, de la profondeur
d’enfouissement, de la conductivité du
tube, de la conductivité du sol et de la
géométrie sur la puissance thermique
échangée.
Une étude de cas pour la ville de Tanger
à été effectuée pour calculer les gains
énergétiques. Les résultats obtenus
montrent que le système échangeur air sol
permet de refroidir l’air extérieur par 7°C à
10°C.
Remerciements
Le présent travail a été conduit avec le
soutien financier du IRESEN dans le cadre
du projet « InnoTherm III : Solar thermal
applications and solar technologies
support ».
Références
http://www.footprintnetwork.org
http://www.fisamaroc.org.ma/
F.W. Dittus, L.M.K. Boelter, “Heat transfer in automobile
radiators of the tubular type”, Univ. California, Berkeley
Publ. Eng., vol. 2, 1930, pp. 443–461.
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
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~ 35 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Lettres grecques
Peretti, C., et al., The design and environmental evaluation of
earth-to-air heat exchangers (EAHE). A literature review.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013. 28(0):
p. 107-116.
µ viscosité dynamique
http://ashrae-meteo.info/
α diffusivité du sol
ρ la masse volumique
ξ coefficient de pertes de charges
Nomenclature
Indices / Exposants
T Température, °c
m
débit massique, kg/s
Cp chaleur massique kJ/kg.k
R résistante thermique
h coefficient d’échange par convection
s
sol
ea
entrée air
es
sortie air
tot
totale
conv convection
D diamètre, m
cond conduction
K conductivité, W/m.K
t
tube
sin
singulière
lin
linéaire
Re nombre de Reynolds
Nu nombre de Nusselt
Pr nombre de Prandlt
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~ 36 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Modélisation de l’échange thermique des nanofluides
dans une enceinte rectangulaire avec une paroi
munie d’un bloc
BOULAHIA Zoubair, WAKIF Abderrahim, Rachid SEHAQUI
Université Hassan II de Casablanca, Faculté des Sciences Ain-Chock, Laboratoire de Mécanique,
BP 5366 Maarif, Casablanca, Maroc
boulahia.zoubair@gmail.com
Résumé—Cet article présente une étude numérique sur
le transfert de chaleur par convection naturelle de
nanofluide (eau- Cu) dans une enceinte carrée munie
d’un bloc froid qui est utilisé pour diverses applications
d'ingénierie, comme le chauffage et le refroidissement
des chambres avec des radiateurs, le refroidissement des
composants électroniques et les échangeurs de chaleur.
Les équations de transport ont été résolues en utilisant
la formulation de différence finie basé sur la méthode
Alternating Direction Implicit (ADI). La viscosité et la
conductivité
thermique
du
nanofluide
sont
respectivement modélisées selon Brinkman et MaxwellGarnetts. Les simulations numériques montrent l'effet
de la hauteur du corps froid sur l'eau pure et le
nanofluide (eau -Cu) à différents nombre de Rayleigh
(
and
) et une fraction volumique
des nanoparticules comprise 0 et 0,2. Les résultats
montrent que le taux de transfert de chaleur à
l'intérieur de l'enceinte augmente en augmentant la
hauteur du bloc froid, la fraction volumique de
nanoparticules et de nombre de Rayleigh.
Mots-clés—nanofluide, convection naturelle, cavité,
bloc froid
INTRODUCTION
Depuis plusieurs années, la configuration
de la cavité avec parois différentiellement
chauffées fait l'objet de nombreuses études
comme il est fréquemment rencontré dans
de nombreuses applications industrielles
telles que les échangeurs de chaleur,
ventilation à domicile, dispositifs de
refroidissement électroniques, et des
collecteurs
d'énergie
solaire.
La
compréhension de l'écoulement et de
transfert de chaleur dans l'enceinte est
considérée comme l'un des défis de la
recherche fondamentale des fluides
computationnelle.
L’amélioration
du
transfert thermique dans les enceintes, avec
l'introduction d’ailettes fixées au niveau
des parois, a été ainsi intensément étudiée
ces dernières années. AlAmiri et al. [1] ont
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étudié numériquement la convection
naturelle d’un nanofluide confiné dans une
enceinte différentiellement chauffée munie
d’un bloc. Les résultats ont montré que le
transfert de chaleur augmente avec
l’augmentation de la hauteur de bloc et de
la fraction volumique des nanoparticules.
Le même problème a été examiné par
Varol et al. [2] pour le cas d'une cavité
triangulaire et des autre études ont été
réalisées sur la convection naturelle des
nanofluides, par exemple, [3-4].
Le travail que nous présentons dans ce
papier est d’étudier numériquement la
convection naturelle d’un nanofluide de
nanoparticule de cuivre dans une cavité
munie d’un bloc froid et les parois latérales
sont différentiellement chauffées. Cette
étude simule le cas d’une ailette placée
dans une conduite en vue d’augmenter le
coefficient d’échange thermique. La paroi
inférieure et supérieure est adiabatique.
Les parois latérales seront supposées
isothermes à des températures différentes
l’une chaude et l’autre froide. Les formes
permanentes des équations de NavierStokes en deux dimensions serons converti
en une seule qui est l’équation de la
vorticité, les équations de conservation de
la masse et de l'énergie, seront résolus par
la méthode d’ADI. Les calculs seront faits
sans bloc et avec un bloc de différentes
hauteurs dans le but de voir l’effet du bloc.
Les fonctions de courant et les isothermes
seront
présentées
pour
diverses
combinaisons de Ra et de la hauteur de
bloc. Les résultats seront aussi présentés
sous forme de Nombre de Nusselt moyen
sur toutes les parois. Les corrélations
~ 37 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
seront mises au point pour prévoir les taux
de transfert de chaleur à partir de la cavité
en fonction de la longueur de bloc, la
fraction volumique des nanoparticules et
le nombre de Rayleigh .
(
1)
(
2)
CONFIGURATION GEOMETRIQUE ET FORMULATION
DU PROBLEME
Le modèle physique considéré est
schématisé par Fig. 1. Il s’agit d’une cavité
différentiellement chauffée munie d’un
bloc froid et remplie d’un mélange d’eau et
de nanoparticule de cuivre. Les deux parois
verticales sont portées à des températures
uniforme respectivement
chaude et
froide , les parois horizontales sont
adiabatiques. Le fluide de base utilisé est
newtonien, l’écoulement est supposé
bidimensionnel et laminaire. La dissipation
visqueuse est négligeable, les propriétés
thermophysiques du nanofluide sont
constantes, sauf pour la variation de la
masse volumique, qui est estimée par
l’approximation de Boussinesq. Les
propriétés thermophysiques du fluide pur
et des nanoparticules sont regroupées dans
le tableau I.
(
3)
(
4)
Les
grandeurs
sans
s’écrivent comme suit
dimensions
(5)
Les propriétés du nanofluide sont calculées par les
formules suivantes [5] :
(6)
(7)
RESULTATS ET DISCUSSION :
Fig. 1 Configuration géométrique et
conditions aux limites
TABLE V
PROPRIETES THERMOPHYSIQUES DE L’EAU ET DES
NANOPARTICULES
α
(Cu)
1163.1
(eau)
1.47
Les équations classiques, sous la forme
adimensionnelle s’écrivent de la manière
suivante :
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La présentation des résultats concerne les lignes de
courants, les isothermes, et le nombre de Nusselt
moyen
calculé pour toutes les parois du bloc et
de l’enceinte. Ces résultats sont obtenus pour l’eau
comme fluide pur
, le nombre de
Rayleigh
variant de
à
, la fraction
volumique en nanoparticules variant de 0 à 0.2 et
la hauteur du bloc froid variant de 0 à 0.5.
Fig. 2 montre les lignes de courants et les
isothermes pour le fluide pur et le mélange eau-Cu
pour différente valeurs de la hauteur du
bloc froid lorsque le nombre de Rayleigh est
petit
.Lorsqu’on augmente la hauteur du
bloc, les lignes de courant se déforment et le centre
de la cellule tourbillon se divise en deux ce qui
conduit à une augmentation du transfert de la
chaleur. La stratification des isothermes pour un
~ 38 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
nanofluide augmentent. Les isothermes
observé sur Fig. 3 ont des formes
complexe cela signifie que le transfert de chaleur se
faible nombre de Rayleigh montre que le transfert
de chaleur dominant est le transfert par conduction
Les isothermes uniformément distribués à
l’intérieure de l’enceinte, montrent la dominance du
régime de conduction sur le transfert de chaleur.
ℎ = 0.5
fait en grande partie par convection.
ℎ = 0.25
(a) lignes de courants
× 104
Fig. 5Nombre de Nusselt moyen en
fonction de Ra
(b) isothermes
Fig. 2 (a) lignes de courant et (b)
isothermes pour différentes hauteurs du
bloc
(les lignes continues pour
l’eau et les lignes en pointillés pour le
nanofluide :
)
ℎ = 0.5
h
ℎ = 0.25
Fig. 6 Nombre de Nusselt moyen en
fonction de la hauteur du bloc
D’après les résultats de la Fig.5 et Fig.6
Le nombre de Nusselt est une fonction
croissante avec l’augmentation de nombre
de Rayleigh et de la hauteur, aussi on a une
amélioration du transfert de la chaleur avec
l’augmentation de la fraction volumique
des nanoparticules.Les corrélations du
nombre de Nusselt en fonction de la
hauteurde bloc adimensionnelle, la fraction
volumique des nanoparticules Φ et Ra sont
trouvées comme suit:
(a) lignes de courants
(b) isothermes
Fig. 3 (a) lignes de courant et (b)
isothermes pour différentes hauteurs du
bloc
(les lignes continues pour
l’eau et les lignes en pointillés pour le
nanofluide :
)
Lorsque le nombre de Rayleigh augmente,
la force de poussée devient plus importante
et par suite la valeur absolue de la fonction
de courant du fluide pur et celle du
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
0.6305
,
pour h=0.5
, pour
Ra=
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CONCLUSION
~ 39 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Symboles Latins:
L’augmentation de la fraction volumique
des nanoparticules, le nombre de Rayleigh
Chaleur spécifique du fluide
et la hauteur du bloc augmente le transfert
à pression constante
Accélération de la pesanteur
de chaleur.La hauteur de bloc a une
influence sur le transfert thermique du
Hauteur du bloc
h
Hauteur de l’enceinte
système, généralement l’ajoute d’un bloc a
Température
pour objectif de perturber l’écoulement
Temps adimensionnel
d’origine par rapport à son trajet de
Composantes du vecteur vitesse
référence (sans bloc) engendrait ainsi une
adimensionnelles
Coordonnées cartésiennes
modification
de
la
structure
de
adimensionnel
l’écoulement et un changement quantitatif
en terme de transfert de chaleur. Par contre
le recours à l’ajoute de blocs a en général,
un objectif d’augmenter la surface
d’échange.
NOMENCLATURE
Indices
c
f
h
nf
Symboles grecs
Diffusivité thermique
Coefficient de dilatation
thermique
Fraction volumique des
nanoparticules
Conductivité thermique
froide
fluide
chaude
nanofluide
Viscosité dynamique
Viscosité cinématique
Fonction de vorticité
adimensionnelle
Fonction de courant
adimensionnelle
Masse volumique
Température adimensionnelle
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Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
Implementation of Innovation process into Moroccan
Universities: from fundamental to applied knowledge
1
Pr. M. TAHIRI1, Martina Haindl2 , Emanuela Colombo3 , Hans SCHNITZER2
University Chair on Innovation, Presidency of the University Hassan BP9167 Mers Sultan 20.000 Morocco,
m.tahiri@univcasa.ma
2
Technology University of Graz, Austria
3
Politecnico di Milano, Italy
Abstract:
The ability to create, distribute and exploit knowledge has become
a major source of competitive advantage, wealth creation and
improvement in the quality life. Some of the main features of this
transformation are the growing impacts of information and
communication technologies (ICT) on the economy and on
society; the rapid application of recent scientific advances in new
products and processes; as high rate of innovation across
countries ; a shift to more knowledge-intensive industries and
services; and rising skill requirements. These changes imply that
science; technology and innovation are the key of improving
economic performance and social being.
During these three past years, Hassan 2nd University of
Casablanca has been a part of UNCHAIN (UNiversity CHAir on
INnovation) network. Therefore and in accordance with The EU
higher education policy towards the MEDA countries, Hassan 2nd
University of Casablanca focused in:
courses, facilitating R&D activities such as innovative
products, processes and systems.
UNCHAIN-UH2C also developed partnership with Ministry of
Commerce, Industry and New technologies in order to take
advantage of funding programs implemented under the National
Innovation Strategy. One way which permits to researchers to
conduct applied research and R&D projects that can be realized
within the framework conditions of quality, time, organization and
communication.
Keywords:
strengthening the role of higher education
institutions in society at large;
addressing
the “knowledge triangle” of
education, research and innovation at university
level;
Invigorating links between higher education
institutions and the labor market, including the
promotion of entrepreneurship and the creation
or support of business start-ups.
The project aims to build innovation capacity at universities and
industries while supporting university-industry collaborations, and
further fosters knowledge and technology transfer.
This EU-Tempus program supported especially by UNIDO (Vien)
developed strategy aimed to :
Help enterprises translating their needs to R&D
subjects in the field of industrial innovation.
Encourage and support the enterprises to pursue
innovation in collaboration with the university thereby
availing themselves of existing facilities and expertise.
Promote university departments to carry out
commercially relevant innovation projects with
industrial enterprises.
Disseminate new and useful knowledge resulting from
University research, license technology to industry in
order to promote the development of inventions towards
practical applications,
Employ a range of activities such as training of faculty,
staff consultancy, seminars and specialist training
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
Form different cooperation models with the industry
such as closer and longer-term strategic alliances for
mutual benefit. It presents a general framework
encompassing the factors that can make universityindustry collaborations more successful.
Knowledge management, University chair on
Innovation, Innovation process skills empowerment,
university-Businesses partnerships, Unchain-Uh2c,
INTRODUCTION
Different development approaches for
countries with lower living standards than
developed countries have emerged over the
last half-century with different degrees of
success. In the today’s world of increasing
poverty, inequality and climate change, the
need for comprehensive solutions is
increasing. While there is existing evidence
that investments in science and technology
that lead to technological progress are
driving economic growth in developed
countries, proven experiences in developing
countries are lacking. Therefore, the focus on
economic growth as a driver for development
shifted to the concept of development “as a
process of social transformation”.
Contemporary debates are considering the
importance of a systematic approach of
development including “the role of
institutions, education, the quality of
governance, of public administration, the
presence of economic opportunities, and the
increasingly crucial role of technology and
innovation in enhancing the efficiency of the
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~ 41 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
development process.” In the following technology transfer. These targets are to be
paragraphs, the most important concepts the reached by establishing absorptive capacities
study is built on are introduced.
at both universities and industries through
increased awareness of the importance of
Innovation for development:
Innovation is considered as the key driver innovation for sustainability. Realizing these
for enabling growth potentially resulting in objectives will contribute to the long-term
development. This can lead to economic and goal of poverty eradication through
social
progress,
and
environmental sustainable industrial development by
sustainability. The World Bank (2010) targeting it from social, economic and
emphasizes that developing, as well as environmental perspectives.
developed countries need to make innovation Strategy for boosting the cooperation of
a priority in order to ensure the well-being of business with MENA universities:
their people through creative and effective The superior goal of that study is to develop
solutions. Despite the need for knowledge a university-industry strategy for boosting the
and innovation for development, most cooperation of business with MENA
developing countries lack the ability to universities. The strategy is derived from
engage in the process of generating literature research combined with the
innovations at the technological frontier.
experiences of the Unchain project and is
Development through knowledge and meant to function as a guideline for future
set-ups of COI at universities with similar
technology transfer:
Universities as generators of knowledge, and settings and conditions.
industries as the users of this knowledge can Research questions and structure of the
be essential drivers for development. The study
exchange of knowledge at the regional level The Chairs On Innovation (COI) were
between universities and industries, and on established at MENA universities in order to
the international level between multiple become a platform for innovation between
actors can lead to regional innovation universities and industries in order to
processes. Despite this fact, knowledge can enhance innovation from a bottom-up
only contribute to development when there is process with the support of European
a rich knowledge base in a country that is partners. In developed countries, factors that
able to utilize new knowledge gained through ease the collaboration between universities
research inside the university, through and industries, and as a result lead to
interaction with local industries and innovative behavior, are well known and
institutions,
and
with
international transfer processes are intensively analyzed.
knowledge providers.
Actions that enhance this process in
developing countries, and especially in
Arabian countries, are not as well researched.
The Chair on Innovation:
Based on an initiative of European and That study investigates the feasibility of
Arabian universities, University Chairs on theoretically examined actions in MENA
Innovation in Mediterranean and North countries. Therefore, the central research
African (MENA) countries have been question of this study is the following: What
established. The project is called UNCHAIN: factors contribute to successful universityUniversity Chair On Innovation (COI). The industry collaboration (UIC) with the goal of
main objective of UNCHAIN is to increase enhancing innovation in an Arabian country?
the success rate of innovations in industrial Various forms of relationships between
enterprises by bridging the gap between the university and industry exist, ranging from
needs of industry and the supply from models that presume a close integration of
universities and associate training institutions universities with industries to models that
through building up human resource and state the importance of keeping distance and
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
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~ 42 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
a division of labor between those parties. The and industries. The research question
role of universities in developing countries in regarding the appropriate KTT channel in
this discussion is analyzed in the research developing countries is also answered. The
question that reads: What roles do focus of the UNCHAIN project is not only
universities in developing countries have in on domestic collaboration but also on
the commercialization of innovations?
international knowledge and technology
exchange.
Effective knowledge transfer depends on Consequently, the situation of absorptive
issues such as the transfer capacity of the capacity of MENA countries as a
generating agent and the absorptive capacity precondition for UIC as well as international
of the knowledge-using agent. In developing technology diffusion is extensively analyzed.
countries, these capacities are often missing, The different characteristics and dimensions
which can influence the appropriateness of underlying the different transfer forms are
knowledge transfer channels and therefore, furthermore explained in this section. We
the following research questions aim at finished with a brief overview of factors that
investigating which channels are appropriate can enhance the absorptive capacity in
in the context of Arabian countries and which developing countries.
factors enhance capacity building in The second part of that study deals with the
developing countries: Which capacity case study of the COI in MENA countries.
building actions are usable in the context of We introduced the approach of the COI and
Arabian countries? Which channels of provide the university profiles that are the
knowledge transfer are especially adequate basis of the empirical research contained.
in Arabian countries?
The factors introduced in the theoretical part
The framework of the study is built on the that enhance UIC are tested in the especial
following structure. The study is divided into case of the MENA countries through a
two main parts. The first part aims at benchmark and an interview survey that are
analyzing the UIC situation and international the foundation for the derivation of the
collaboration situation based on literature. strategy. Finally, we will discuss the results
The second part is the empirical investigation and provide an outlook for future analyses.
in MENA countries.
Part one inherits the following topics: deals Key theoretical issues and definitions
with introducing the main theoretical Hereby, the terms knowledge and technology
concepts and definitions. It highlights the transfer (KTT), innovation, and the concept
need for knowledge and technology of university-industry linkages are at the
exchange for innovation and briefly centre of the investigation. A comprehensive
introduces UIC as an important driver of this consideration of the nature and factors of
process.
these focal terms are needed for further
UIC partnerships, the motives and barriers examination and provides the basis for the
relating to collaboration and their relevance following chapters.
for developing countries with the question To begin with, the use of the terms
about the appropriate role of universities in developing
countries
and
developed
this context are analyzed. We tried to list and countries need to be clarified. Extensive
examine the factors that influence academic literature criticizes the categorization of
industry partnerships and therefore enhance countries, based on per capita measurements.
the collaboration process through literature However, it is important to mention that the
research in developed as well as developing terms used in this study do not express the
countries. Special importance is given to judgment of the author. As a matter of fact,
intermediary institutions that can support the designations such as developed, developing,
collaboration process between universities least developed, or transition countries are
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
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~ 43 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
frequently used to conceptually define low in industrial enterprises, bridge the gap
from high per capita income countries. between needs of industry and supply from
However, no clear definition of the universities
and
associated
training
designations exist and in that study,
institutions through building up human
developed and developing countries or areas
are used in line with the statistical grouping resources and technology transfer. One of the
of the United Nations Statistics Division biggest goals was to establish capacity to
(UNSTAT), as presented in Table 1 update (national) innovation policies and
(UNSTAT, 2011). Consequently, the Arabian increase awareness of importance of
countries targeted in the study are in the innovation for sustainability. Realizing these
group of developing countries.
gaols will contribute to the long term goal of
poverty eradication through sustainable
Developed regions
Developing regions
industrial development by targeting it from a
Northern America
Africa
social, economic and environmental view.
Europe
Americas excluding
The world is changing very fast. It is
Northern America
Japan
Caribbean, Central
undergoing new industrial revolution ‘the
America, South
knowledge revolution’ fuelled by the pace of
America
technological
change.
Research
and
Australia and New Zealand Asia excluding
development is at the heart of scientific and
Japan
Oceania
excluding technological progress and to increasing
Australia and New productivity, exploiting growth opportunities
Zealand
in emerging markets and creating
------------------------------------------------------ knowledge-driven competitive advantage.
-----The need for Innovation as a core issue for a
Table 1: UN composition of developed and
sustainable development:
developing regions (based on UNSTAT,
UNCHAIN is targeting specific problems
2011)
and obstacles facing innovation and the
University –Industry relation in MENA
Network of Chairs on Innovation
Based on prior activities of the United region. The preliminary analyses identified
Nations Industrial Development Organization the following key issues:
(UNIDO) and an initiative from three
European universities confirmed by five
Arabian universities, a concept of
establishing a Global UNIDO Network of
University Chairs on Innovation has been
agreed upon. The project is called
UNCHAIN:
UNiversity
CHAir
on
INnovation and is funded by the TEMPUS
program due to its focus on commercially
and sustainably relevant research combined
with the international exposure and
connections.
The main objective of the UNCHAIN project
is to increase the success rate of innovations
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
a. MENA industry lags behind in terms of its
ability to exploitation of knowledge and the
use of R&D and Innovation to create value ;
b. Research conducted by universities is
generally of little interest to industry or
relevance to the economy ;
c. Graduates lack the problem-solving skills
applicable to real life situations ;
d. The needs of industry are real and industry
is generally aware of its needs. However, few
in industries, in the industry associations or in
research in a relevant domain are currently
able to translate these needs into
www.reinnova.ma
~ 44 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
faculty, staff consultancy, seminars
requirements for R&D or Innovation ;
and specialist training courses,
e. There is an almost total lack of
facilitating R&D activities such as
communication between universities and
innovative products, processes and
industry. The process is not managed by the
systems.
universities and when it happens, it is usually
Form different cooperation models
based on personal contacts of the company
with the industry such as closer and
and someone based at the university ;
longer-term strategic alliances for
mutual benefit.
f. Lack of awareness among university
researchers of the importance of devoting
When established, the chair had to work on
their research to solve local industrial
the main common objectives defined in 10
problems ;
work Packages (WPs) that constitute the
g. Lack of public awareness of the importance project as a hole. (www.unchain-vu.net)
of university-industry link in particular and
innovation in general ;
The methodology and activities to be
followed should take in account some
h. Lack of communication and exchanging important aspects like:
information not only between the MENA
universities but also between MENA and EU Why universities should intensify their
relations with businesses?
universities. This prevents the exchange of
experiences and making benefit of the best What services can be offered to businesses
practices ;
by universities?
Therefore, for solving these or a part of these
problems, the university chair of Innovation
focused thoughts mainly in the starting
period on how to:
Help enterprises translating their
needs to R&D subjects in the field of
industrial innovation.
Encourage and support the enterprises
to pursue innovation in collaboration
with the university thereby availing
themselves of existing facilities and
expertise.
Promote university departments to
carry out commercially relevant
innovation projects with industrial
enterprises.
Disseminate
new
and
useful
knowledge resulting from University
research, license technology to
industry in order to promote the
development of inventions towards
practical applications, to employ a
range of activities such as training of
REINNOVA Vol 1 N°1 Mars 2016
The role of innovation and knowledge
transfer in the cooperation of universities
with businesses?
How to establish the innovation centre/unit at
the university: preparing for a Chair on
Innovation?
We are going to try answering these four
questions and understand the key role of
Universities in knowledge and technology
transfer, fostering innovation, invigorating
creativity
and
empower
sustainable
entrepreneurship.
1. Why universities should intensify their
relations with businesses?
There are several different types of research
and innovation partnerships between
academic and businesses that can be divided
in five general knowledge and technology
transfer channels. A Swiss survey about
industries most important knowledge transfer
channel resulted in the following conclusion:
‘informal contacts and/or further education
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~ 45 ~
Revue de l’Entrepreneuriat et de l’Innovation
are the most important ones since they Complementing the university’s skills
especially allow the transfer of tacit
base
knowledge, a critical factor in learning and Staff and students can learn about new
successful innovation’.
skills and techniques developed in industry
through knowledge transfer and exposure of
Transfer of Information
real-world problems. Industry contacts
Scientific
publications,
conferences,
through guest lecturers or internships can be
awareness measures, clubs and networks,
a possibility of exploring how business
R&D
registers,
expertise
registers,
processes like managing projects can look
technology offers, invention disclosures,
like in real life.
licensing, Informal contacts and personal
Acquiring private and public funding
networks...
Research collaboration can be seen as
Transfer "via heads“
another source of income next to university
Personnel mobility between public science
budget. Consultancy activities, sponsored
institutions
and
enterprises,
research or income from lending out
student/graduate placement services...
research facilities are examples of such
Transfer via education and training
income possibilities. Furthermore, better
Supervision
of
master
theses
and
access to public funds that require industry
dissertations, continuing education like in
funding.
alumni clubs, academic and industry cooperated education of students, vocational Building on excellence and reputation
Through successful collaborations, a
trainings for employees...
university can enhance the reputation and
R&D projects
prestige of their education level and
Research collaboration, contract research,
therefore attract more (and better) students.
research and technology services and
Students themselves can benefit from a
consulting (certificates, expertise sharing),
practical view and better chances on the
shared laboratories...
employment market.
Spin-offs; joint ventures…
job
opportunities
and
Collaboratively managed science parks, Sourcing
improving students perspectives
competence centres...
Through placing students and university
staff in industry projects, practical hands-on
Going through these principal aspects,
experiences can be collected. For students,
University and Industries can gain through
collaborating in partnership by:
this can be an essential hiring criterion after
Improving market awareness
graduation and professors can increase their
Enables access to real-world problems of
applied research knowledge. Improved
companies or industrial sectors that are
student employability rates can higher the
useful for MSc/ PhD and other applied
reputation of the university and in turn,
research projects.
motivate students to engage in industry
Enriching teaching programmes
projects.
The feedback gained from industry can be Applying knowledge
useful for curriculum development and Cooperating with industries can be a
course reviews, sourcing ideas for student
chance to apply skills and knowledge in a
projects and gaining new perspectives.
real setting and help solving business
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problems. This can be a benefit for students
businesses are given the opportunity to be
as well as for university staff.
the first ones to try a new technology, to
be early adopters.
Complementing
the
university’s
Meet and greet events at universities can
physical resource base
Sharing laboratories or facilities can be a
serve as networking options where
big advantage for universities that lack
industries are given the opportunity to
appropriate research equipment or services.
present themselves, meet high potential
students and diverse complementary
Achieving greater impact on society
Enhancing a countries innovation success
enterprises for future collaborations.
rate through intensified university-industry Financial
linkages can benefit the society as a whole.
Likewise universities financially benefit from
research partnerships, also enterprises can
2. What services can be offered to
businesses by universities?
profit
from cost-effective focused
research. Laboratory sharing, public funds
Complementing the company’s skill
possibilities, spread research costs,
base
outsourcing of research activities and
Through collaborating with universities,
“cheap” consulting services through
companies can get easier access to
students’ internship placements or
specific expert skills additional to ingraduates are only some examples of
house know how. Universities can offer
possible financial advantages.
advanced trainings for employees where Reducing risk
industries can especially work on creating
Through sharing the costs and effort with
innovation capabilities.
university research institutes, possible
Multi-disciplinary problem solution
risks can be limited. Another benefit is the
Universities can offer the possibility to
fact that a large university network can
solve an industry problem on a multi
better analyse competitor’s research areas
disciplinary level ranging from technical
and carry out comprehensive needs
research to industrial design to business
analyses.
applicability. A multidisciplinary view on Complementing the company’s physical
a problem additionally offers the ability to
resource base
achieve excellent problem definition and
Universities often have specialised
innovation challenge framing that eases
equipment and advanced research
the solution finding process.
facilities that can be accessed by the
Enhance a company's reputation and
partner enterprise.
corporate image
Easy Recruitment
As mentioned earlier, engaging in innovation Through accessing the university network,
development became an important
initial contact to future employee’s like
promotion factor for research institutes.
students, post-doctoral researchers and
Universities that publish a collaborated
academic supervisors can be established
solution in scientific papers can mention
and built on.
their partner enterprise as best practise Thinking longer term
example and therefore higher the Generally, industry research is concentrated
reputation of the company. Furthermore,
on fast solutions and short time activities.
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Cooperating with universities can brighten
their horizon related to emerging fields
and enabling technologies developed in
universities.
Benefiting from new ideas and past
experience
• the planned and goal-oriented
Universities inherit an enormous information
modernization of existing (technical,
database consisting of accumulated research
social,…) systems through the use of
new ideas and technologies;
and scholarly knowledge, enterprises can
benefit from. Access to alternative and • the creation and introduction of new
products, product technologies and forms
unconventional perspectives, new research
of organization in the economy
stimuli can be gained and pre-competitive In the developing countries' context of the
research can be expanded.
present paper, an innovation does not need to
Going global
be new in absolute terms, but can be new to a
One of the big advantages when given society2.
collaborating with academia is the
Innovation can happen on multiple levels and
entrance to a big network of national and
can be categorized through the following
international knowledge institutes and
steps: incremental, radical and fundamental
enterprises.
innovation ranging from small step
3. The role of innovation and improvements to the development of
knowledge
transfer
in
the completely new scientific knowledge3.
cooperation of universities with Incremental and radical innovations are on
businesses?
especial focus when dealing with developing
Innovation can be the key driver behind countries context since high technology
economic growth and can strengthen the developments may not be a source of job
competitive
position
of
industry. opportunities and wealth.
Nevertheless, the term is used in many In the developing countries' context of the
different contexts and needs to be defined present paper, an innovation does not need to
precisely.
Innovation can be “the be new in absolute terms, but can be new to a
commercial or industrial application of given society.
something new– a new product, process or Innovation results out of the market demand
method of production; a new market or need to be more efficient and increase
source of supply; a new form of commercial, productivity due to competition pressure,
business or financial organization”1. The resource scarcity or simply creativity and
Brockhaus dictionary defines innovation as therefore needs to be distinct from research.
follows:
New ideas and knowledge that are acquired
through research done at universities or R&D
laboratories at enterprises are called
inventions. There is a big difference between
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the creation of an environment where ideas An effective communication between
are born (brainstorming …) and the universities and enterprises, leading to
management of an innovation process. The Innovative solutions, can be supported by
„innovation process“ does not only include establishing intermediary institutions like the
the – often seemingly intuitive – proposing of Chair on Innovation- approach of the
new ideas, but also the analytic consideration UNCHAIN project. For better managing the
of the problem as well as the choice of ideas innovation process, as well as the context the
and the establishment of the implementation innovation is taking place, and therefore
strategy. „Innovation is the process of increasing the success rate of these
finding economic applications for inventions innovations.
“
Furthermore, Innovation is always goalInnovation can be the process of oriented. A fact showing that the goal is
commercialising inventions depended on a defined in the forefront. In the UNCHAIN
society’s need, but in fact does not need to project, sustainable economic development
result from it. Nevertheless, universities can that enhances the quality of life in the partner
contribute by serving as a hub for countries is the main goal. In detail,
innovation through enabling knowledge and UNCHAIN deals with questions about
technology transfer as a precondition for health, environment, resources, energy and
innovation. They can support knowledge agriculture.
transfer by providing platforms, using The approach of the “Chair on
synergies between different disciplines and Innovation”
connecting experts from several disciplines. The conventional approach of enhancing the
Businesses can connect with universities due university-industry collaboration in a country
to their need for sustainable innovative is by establishing a Technology Transfer
solutions and the universities huge potential Office (TTO) that is responsible for
of creative ideas.
managing the link between university and
Innovation
requires
multidisciplinary industry. In this classical technology transfer
settings, knowledge that is arising from process, the focus in on commercialising
many sources and is spread widely across collaborated research results.
sectors, as many technology solutions have Experiences of the UNCHAIN project prove
become extremely complex. Enterprises are that preparing the market and the awareness
developing toward specialising, not all situation at the industry and university with
research needs to be done at their own the help of a Chair on Innovation is the
laboratories any more. This situation inherits right approach at the beginning due to several
big chances for universities and industries reasons.
seeking to enhance their applicability and The goal of technology transfer in the
innovativeness of research. Co-operation UCHAIN
project
is
focused
on
and knowledge transfer among participants collaboratively creating innovative solutions
in different fields of expertise like university for industry needs. In order to examine
and industry can result in scientific progress industry needs and the environment the
as a driver of innovation and simultaneously solutions will to be embedded in, the first
reduce uncertainty and cost sharing.
step of the project needs to focus on the
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market: a society’s need and their capacity to connection. The only teaching activities
pay.
Chairs have planned include spreading
Working on setting up proper Intellectual information
through
seminars
and
property rights and licenses agreements will conferences in faculties.
be the next step after raising awareness for Confronting the responsible Arabian Chair
the need of innovation at the university and holders with this issue, resulted in the
its related networks. Therefore, the Chair on following statement. “Starting the innovative
Innovation can be used as an intermediary approach at the Arabian university with a
platform, spreading the innovative message, Chair is the right approach for the first years
promoting the universities role and gaining and can be developed or transformed from
trust from future collaboration partners.
there.” Additionally, till now there was not
Nevertheless, a TTO will be necessary as enough time to sufficiently test the approach.
soon as the first successful collaborations are It cannot be known for sure what approach
established and new products resulting from fits every university from the beginning, but
university-industry
collaboration
are till the best solution is found, the Chair can
launched. In the meanwhile, European fulfil the necessary requirements.
partners can help to examine the legal Therefore, every university can choose its
situation of the university and finding the individual solution. The only necessary
right actions that need to be set in the diverse requirements are that it is a coordination unit
contexts.
between the research and enterprise close to
Following context needs to be considered the university’s top management.
before establishing a TTO: developing
4. How to establish the innovation
countries usually face low number of patents
centre/unit
at
the
university:
and the awareness level of patents is low.
preparing for a Chair on Innovation?
Furthermore, the acceptance of the required
the
universities
top
time to achieve patents and the linked Contacting
management level
investment costs are a big barrier at the
The starting point of establishing a Chair
beginning.
on Innovation is by directly contacting
In the UNCHAIN project, different other
the highest level of a university
options for establishing the Innovation unit at
(president, vice president, research
the university were discussed: Innovation
president) by proposing the idea.
Research Centres, University Centre on
Especially in this step, the fundamental
Innovation and University Institute on
commitment of the top management level
Innovation. .. All these options are mainly
is needed for granting full support and
carrying out teaching and research activities.
assuring the influence needed to set up
However, they can only be taken into
such a position. Before starting
consideration when implemented additionally
to the Chair on Innovation that is more What has been done during three past
years [2010-2013]?
aiming into the direction of being an
Internal activities for setting up and
intermediary platform. This results out of the
maintaining the proper framework
fact that no Chair has planned any teaching
devoted to innovation
activities but mainly deals with managing
and
organising
a
university-industry
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