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RESUME

Introduction : Dans le monde, le développement des matériaux et les progrès technologiques sont interdépendants. L’invention de nouveaux matériaux est l’un des processus de développement d’une nouvelle technologie. La découverte d’un nouveau matériau est basée sur la connaissance et la maîtrise des ressources naturelles d’un pays. Contexte : A Madagascar, il y a plusieurs sources de matériaux naturels que nous pouvons exploiter et utiliser pour résoudre les problèmes dans la construction et la fabrication des différentes infrastructures et machines. Cette communication est focalisée sur l’analyse de performance à l’abrasion des composites à base de sable et de résine polyester pour résoudre les problèmes des usures des bords d’attaque des pales d’éoliennes. Dans cette étude, nous avons utilisé des sables de la région DIANA, commune rurale d’Ambolobozibe. Objectifs : C’est un matériau composite obtenu à partir du sable et du polyester. L’objectif est de trouver la composition optimum du mélange et de comprendre l’influence de la grosseur des grains de sables sur la résistance à l’abrasion. Méthodes : Pour apprécier la qualité de ces composites, tout d’abord nous avons fait l’analyse granulométrique du sable, pour qu’on puisse sélectionner le sable par leur grosseur de grain. Ensuite, nous réalisons des éprouvettes cylindriques avec des variations de quantités de résine et de sable. Après, on utilise la machine polisseuse et des papiers abrasifs avec différentes références pour frotter la surface de chaque éprouvette. Enfin, on mesure la perte de masse pour déterminer la quantité d’usure. Résultats : Après les études expérimentales et les différents essais que nous avons réalisés, nous avons trouvés différents résultats avec des valeurs cohérentes. D’après l’analyse granulométrique, les échantillons de sables possèdent une grosseur de 600µm au maximum. On utilise une série de tamis de 1000 à 75[µm] de porosité, on obtient cinq (05) quantités avec des grosseurs différentes (600µm ; 425µm ; 300µm ; 150µm ; 75µm). Ensuite le mélange optimum est de 20% de résine polyester et 80% de sable, avec cette composition, la qualité de force de cohésion entre le sable et le polyester est optimale. Si on diminue la quantité de la résine, la décohésion des grains de sable sur une éprouvette est assurée pendant l’essai d’usure par l’abrasion. Pendant le test d’abrasion, on constate que plus la grosseur de grain augmente la quantité d’usure diminue (ce test est réalisé avec le même papier abrasif) et plus la grosseur des grains du papier abrasif augmente la quantité d’usure aussi augmente (ce test est réalisé avec la même grosseur de grain de sable dans chaque éprouvette). Et enfin, nous constatons aussi que ce composite subit un phénomène d’écrouissage pendant l’essai. La quantité d’usure diminue en fonction du temps et si la courbe d’évolution du phénomène d’écrouissage prend leur pic, à partir de là l’allure de l’usure reste constante. Conclusion : Madagascar possède plusieurs types de sables avec leurs caractéristiques spécifiques. Nous avons fait des études sur le sable continental au nord de l’ile dans la région DIANA, et on le mélange avec du polyester. On réalise une analyse tribologique sur le mélange, on trouve différentes performances à la résistance à l’abrasion. Donc on peut utiliser ce matériau pour ralentir ou pour protéger contre l’érosion entraînée par des abrasifs agressifs.
Mots-clés : Tribologie ; Usure ; Cohésion ; Ecrouissage ; Eprouvette ; Mélange

ABSTRACT

Introduction: In the world, the development of materials and technological progress are interdependent. The invention of new materials is one of the processes of developing new technology. The discovery of a new material is based on knowledge and mastery of the natural resources of a country. Context: In Madagascar, there are several sources of natural materials that we can exploit and use to solve problems in the construction and manufacture of different infrastructures and machines. This communication is focused on the analysis of the abrasion performance of composites based on sand and polyester resin to solve the problems of wear of the leading edges of wind turbine blades. In this study, we used sands from the DIANA region, rural commune of Ambolobozibe. Objectives : It is a composite material obtained from sand and polyester. The objective is to find the optimal composition of the mixture and to understand the influence of the size of the grains of sand on the resistance to abrasion. Methods: To assess the quality of these composites, first of all we did the particle size analysis of the sand, so that we could select the sand by their grain size. Then, we carry out cylindrical tests with variations in the quantities of resin and sand. Afterwards, we use the polishing machine and abrasive papers with different references to rub the surface of each print. Finally, the mass loss is measured to determine the amount of wear. Results: After the experimental studies and the different tests we performed, we found different results with consistent values. According to the particle size analysis, the sand samples have a maximum size of 600 µm. A series of sieves with a porosity of 1000 to 75[µm] is used, in five (05) quantities with different sizes (600µm; 425µm; 300µm; 150µm; 75µm). Then, the optimal mixture is 20% polyester resin and 80% sand, with this composition, the quality of cohesive force between sand and polyester is optimal. If the quantity of resin is reduced, the decohesion of the grains of sand on a test is ensured during the wear test by abrasion. During the abrasion test, it is found that the more the grain size increases the amount of wear decreases (this test is carried out with the same abrasive paper) and the more the grain size of the abrasive paper increases the amount of wear also increased (this test is carried out with the same size of grain of sand in each test). And finally, we also find that this compound undergoes a strain hardening phenomenon during the test. The amount of wear decreases as a function of time and if the evolution curve of the strain hardening phenomenon peaks, from then on the rate of wear remains constant. Conclusion: Madagascar has several types of sand with their specific characteristics. We have done studies on the continental sand in the north of the island in the DIANA region, and on the mixture with polyester. A tribological analysis is carried out on the mixture, we find different performances in terms of resistance to abrasion. So we can use this material to slow down or to protect against erosion caused by aggressive abrasives.
Keywords: Tribology; Wear ; Cohesion; Hardening; Test piece; Mixed