Memoire Online - Tension du fil sur métier rectiligne manuelle à double fonture

Les Zones Franches (ZF) participent d'une manière significative dans le commerce extérieur de Madagasikara. Aussi bien dans les exportations que dans les importations, leur part est prépondérante¹⁹.

D'autre part, Madagasikara bénéficie de plusieurs avantages, notamment les accords internationaux comme l'accès privilégié aux marchés européens (Accord de Cotonou et initiative Tous sauf les armes) et américains AGOA (Africa Growth Opportunity Act). De plus, le pays bénéficie des avantages d'intégration régionale dans le cadre de la COMESA et du SADC^[4].

La société Floreal Knitwear SA, implantée dans l'île depuis 1989 faits partie du groupe Ciel Textile délocalisé de l'Île Maurice, joue un rôle primordial dans le système. Aujourd'hui, à Madagasikara, elle est composée de trois sociétés localisées à Antananarivo respectivement à Andraharo (usine I), Ankorondrano (usine II), et à Tanjombato (usine III).

Selon Mucchielli, la compétitivité d'une entreprise exprime ses performances à long terme, c'est-à-dire sa croissance^[3]. Actuellement, les consommateurs (européens et américains) sont attirés par les produits de gamme, notamment les produits manufacturiers de bonne qualité.

C'est sur cette vision de la qualité que nous avons fondé notre thème de mémoire intitulé : « Tension du fil sur métier rectiligne manuelle à double fonture ».

L'objet de la présente étude est d'appréhender et de cerner la matière première du tricotage (le fil) et le principe même d'un métier à tricoter. La décomposition et l'analyse de ces matériaux et de ces machines constituent une étude préalable indispensable. Dans notre cas, le travaille acquiert une notion plus étendue et plus complète car nous considérons chaque composante comme une variable maîtrisable. Une première étape de l'étude concerne l'étude en détail de la composante fil (densité linéaire, titrage, torsion, diamètre) ensuite nous allons nous concentrés sur le métier et le fonctionnement de ses différents accessoires. Une deuxième étape s'oriente vers la conception d'une maille et la dynamique de sa formation. Une troisième étape se concentre sur le réglage de la machine à l'issu de laquelle nous allons recommandés une nouvelle approche sur l'accommodation et l'uniformisation des réglages/calibrages des machines.

PREMIÈRE PARTIE:

Etude bibliographique concernant le fil et

le métier rectiligne manuel à double

fonture

Première chapitre : Caractéristiques des fils utilisés pour le tricotage

L'industrie textile transforme diverses matières premières pour fabriquer des fils. C'est une chaîne complexe qui comporte des maillons allant des matières premières, les fibres (naturelles ou synthétiques), en passant par les fils, les tissus, les tricots, l'anoblissement, la confection et la distribution.

La fibre textile est le point de départ de la création de toutes les surfaces textiles, au moyen de techniques conventionnelles (tissage et tricotage en particulier) ou au moyen de méthode plus modernes comme le non tissé par exemple. Les fibres sont classifiées selon leur composition, élaboration, origine et leur famille^[24] (Annexe I : Diagramme de classification des fibres).

La société Floreal Knitwear S.A. Madagascar utilise, en grande partie, des fibres en laine (Lambswool, Mérinos, Shetland, etc.), en cachemire et en coton. Elle s'approvisionne en fibre dans le monde entier (Inde, Chine, Italie, Île Maurice). Son plus grand fournisseur en laine et ses dérivés est la société Ferney Spinning Mills Ltd (F SM) de l'Île Maurice qui fait partie du groupe Ciel Textile. La société s'approvisionne en Inde pour le coton et en Chine pour le cachemire (Annexe II : Tableau récapitulatif des Fournisseurs en fil de Floreal Knitwear Madagascar).

Dans le but d'améliorer la qualité du produit fini dans une entreprise manufacturière de confection maille il est important de maîtriser la connaissance des caractéristiques du fil utilisé et en particulier sa tension.

I- Densité des fibres dans un fil

Dans la fabrication d'un fil, ce sont les fibres qui sont ses principales composantes^[5]. Néanmoins, des espaces « vides » remplies d'air sont présentes dans la structure du fil. Par conséquence, la densité du fil est déterminée par la fraction ? définie ci-après^[8] :

- V_y volume du fil (y compris le volume de la fibre et de l'air contenu dans le fil).

Appelée aussi garniture d'étanchéité^[2], si cette valeur en avoisine 0.5, il y a autant de vide dans le fil que de fibre^[8].

L'étanchéité a une impacte directe sur la propriété du fil donc du tissu produit avec cette fibre^[12]. Ceci à une grande influence sur le confort^[8-2-12-1]. En général, le confort est conditionné par les deux grandeurs suivants : le « touché » et le « pouvoir adiabatique / pouvoir absorbant » du produit^[2]. En effet, la conductivité thermique de l'air est huit fois moins que celle du fibre (conductivité thermique de l'air : 6.1 0^-5 cal . sec^-1 . cm^-1 . °C-1)[ ^8] . En outre, la densité d'un fil influence aussi sa stabilité dimensionnelle, sa résistance à la rupture, son allongement, sa flexibilité, sa perméabilité à l'air^[1-26].

Dans la pratique, le titre d'un fil permet de déterminer la dimension du fil^[l1]. En d'autre termes, il caractérise la finesse du fil^[13]. Deux systèmes de mesure sont utilisés pour le titrage du fil^[8] :

- le système direct : le titre est représenté par le poids par longueur de fil. Le titre universel pour le système direct est le « Tex » traduit par le poids en gramme de 1km de fil. Singulièrement, le denier est utilisé pour les fils continus comme la soie. Il est défini par le poids en gramme de 9.000m de fil.

- le système indirect : dans ce cas le titre du fil est exprimé en « longueur » par « une unité de poids ». Pour les fils en fibre de coton, le « English » ou le « Cotton count » est utilisé. L'unité de longueur pour le Ne est l'écheveau ou hank équivaut à 840yds et l'unité de poids est de 1lb. Normalement, le Ne est définie par le poids de 120yds de fil. Pour les fils en fibre de laine, deux types de système indirect sont communément utilisés : le lainage (woolen system) et le laine peignée (worsted system) où l'unité de longueur est de 560yds est l'unité de poids est le livre. Le lainage est subdivisé en deux sous systèmes : l' « American cut » où l'unité de longueur utilisé est de 300yds cut et l'unité de poids est le livre ; l' « American run » où l'unité de longueur utilisé est de 1 00yds et l'unité de poids est l'once.

De		à		Formule
Tex		Denier		9×Tex=Denier
Tex		English ou cotton count (Ne)		590 . 5 = Ne
				Tex
Tex		Métrique (Nm)		1,000 = Nm
				Tex
Ne	Denier		5 ,3 1 5 Denier
			Ne =
Ne	Métrique (Nm)		Ne Nm =
			0 . 5 9
Ne	Grains/yds		0 . 3 3 Grains /
			= yds Ne
Grains/yds	Kilotex		Grains/ yds×0.0708=kilotex

Source : Dr. Yehia El Mogahzy (Understanding the Fiber-to-Yarn Conversion System)

Cependant, les fils utilisés pour le tricotage sont, en général, des fils retords avec un nombre de brin supérieur ou égale à deux. Ces fils sont obtenus en assemblant deux ou plusieurs fils simples obtenus par torsion^[13]. Ce qui nécessite une attention particulière sur le calcul de sa densité linéaire.

Le titrage de ce type de fil à retord avec deux brins est le suivant : - en utilisant le système direct :

Titre du fil retord = titre fil simple ₁ + titre fil simple 2 Exemple (Tex) : Texretord = Tex₁ + Tex₂

1	1 1
		+

Pour les fils retords il faut tenir compte de la variation de titrage ou le « Count Variation »[ 5-8-27] . En effet, quand deux fils ont subit un retordage, l'un d'eux est contraint à une contraction ou une augmentation de longueur suivant la direction de la torsion appliquée^[5].

Une variation trop importante nuit à la qualité du produit entraînant une irrégularité considérable du fil, une variation sur le poids du produit fini et une variation sur le taux d'emport de la teinture qui se traduit par un effet barré^[5-8]. La variation de titrage est définie comme suit^[8-2-12] :

Il faut noté que dans certaines annotations, spécialement pour les fils à tricoter à usage domestique, on utilise le « Ply » une annotation européenne ou les 6 catégories d'annotation Américaine : Baby weight ou fingering weight, sport weight, double-knitted weight, worsted weight, chunky weight et le Bulky weight.

III- La torsion d'un fil

La torsion ou le doublage accroît la résistance et la cohésion d'un fil^[13-12]. La torsion est caractérisée par trois grandeurs : son sens, son intensité et le facteur de torsion^[5].

Dans la méthode conventionnelle, la torsion suit deux sens : le sens Z et le sens S.

Figure n°3 : Conception géométrique de l'intensité de torsion (Hearl et al, 1969)

L'intensité de torsion est évaluée par le nombre de tours par unité de longueur d'un fil^[26]. A titre d'exemple, citons la conception géométrique d'un fil à section circulaire de Hearl et al. indiquée par la figure ci-dessus. En se basant sur ce model, la longueur d'une torsion de fil est donnée par la relation :

où T est l'intensité de torsion exprimé par le nombre de rotation par unité de longueur.

En utilisant la surface externe du fil, nous pouvons tiré la relation suivante :

avec : R, le rayon du fil ; L, la longueur du fibre sur la surface du fil et l'angle á est la

Dans un cas général, en se référant à une couche concentrique du fil de rayon r nous pouvons retenir le rapport suivant :

avec Ö est la valeur de l'angle hélicoïdale des couches des fibres, et l est la longueur de la fibre. Ce théorème nous révèle que la valeur de l'angle Ö est nulle au centre de la fibre et a sa valeur maximale à la surface externe du fil. En d'autre termes, les fibres, au centre du fil sont droites et les fibres à l'extrémité du fil sont les plus inclinées^[8-12-26].

Comme nous venons de décrire, l'angle de torsion á est fonction de l'intensité de torsion (T) et du diamètre du fil (R). Le facteur de torsion qui mesure la torsion tient compte du diamètre du fil et de l'intensité de torsion de se fil^[5-8].

Théoriquement, ce facteur de torsion ou le « Twist multiplier » (TM) est défini par l'équation suivante :

où : ñ est la densité volumétrique ; K_o est une constante ; UL est l' « unit length » ou

En d'autre terme, en utilisant le titrage conventionnel tex et Ne, le TM s'écrit :

En effet, les fils utilisés pour le tricotage sont généralement composés de deux ou plusieurs brins^[8-26-13-16]. Ainsi, les brins sont tordus ensemble en leur conférant une torsion pour former le fil. C'est le procédé de « doublage » qui s'effectue en deux phases. Tout d'abord, on fait le « plying », ensuite le « twisting » ou le tordage proprement dite^[26]. La figure ci-dessous illustre deux types de fil retordent à deux brins.

Figure n°4 : Fil à retord composé de deux brins (a) et fil couvert (b) Source : Textile Finishing Encyclopedia II

Comme nous avons fait mention antérieurement, la majorité des fils utilisés pour le tricotage sont des fils composés de deux ou plusieurs brins (« ply »). Dans la pratique, le sens de la torsion d'un fil est un facteur très important quand deux brins sont tordus pour former un fil^[16]. Premièrement, le sens de rotation influe sur la finesse du fil. En effet, quand un fil est tordus suivant Z il en résulte une contraction du fil produite. Dans le cas où S est appliqué à un fil, il y a une légère augmentation de la longueur du fil. Le degré de contraction ou de dilatation dépend de la valeur de torsion appliquée au fil. Cette modification a une influence sur la finesse du fil donc de son titrage.

En outre, la stabilité dimensionnelle et l'apparence du tissu produit dépendent aussi de la torsion d'un fil et du sens de sa torsion^[2]. Ce problème est fréquemment rencontré chez les tissus cotons tricotés avec un motif jersey^[8-2].

La résistance du fil est aussi fonction de l'intensité de sa torsion comme montre la courbe suivant

En général, le degré de torsion d'un fil est proportionnel à la tendance aux déformations dimensionnelles (stabilité dimensionnelle) du produit^[27]. Par conséquent, il est primordial d'utiliser des fils moins tordus pour la confection des tenues légères.

Dans la pratique, le diamètre du fil est évalué par des formules empiriques ; la plus utilisée est celle de Peirce en 1937. Dans ce cas, la densité de fil est supposé de l'ordre de 1.1 g/m^2[3]. Des études récentes, menées par EL Mogahzy et al. en 1993, a permis d'établir une nouvelle relation permettant d'estimer le diamètre des fils produits par « ring-spun », « rotor-spun » et le « MJS air-jet spun ».

Type de fil	Formule	Unité	Source
	1
Ring-spun	d =	Pouce	Peirce (1937)
	28 Ne

Ring-spun	d 1 . 592 = - 0 10284 + .	mm	El Moghazy (1993)
	Ne

Rotor-spun	d 1 .9 5 1 = - 0 16155 + .	mm	El Moghazy (1993)
	Ne

MJS Air-jet	d 1 . 5872 = - 0 0998 + .	mm	El Moghazy (1993)
	Ne

Source : Understanding the fiber-to-Yarn Conversion System (Part II: Yarn Characteristics)

Nous constatons qu'il y à une légère différence entre les deux formules (Peirce et de EL Moghazy). En effet, le diamètre calculé à partir de la formule de El Moghazy a un léger accroissement comparer avec celui de Peirce. Cette différence augmente quand le fil devient plus fin.

Le diamètre du fil a une influence sur l'apparence du tissu produit. Pour un titre donné de fil avec une même intensité de torsion, le diamètre du fil est inversement proportionnelle à la longueur des fibres et la densité du fil^[2-8-16].

En outre, la tension du fil pendant le tricotage dépend du diamètre du fil car ceci accentue ou minimise l'effet de frottement dans le processus.

Le bobinage a pour rôle d'inspecter le fil, d'enlever les défauts, de lubrifier le fil (Photo n°1 : Adjonction de paraffine) et de bobiner le fil sur une bobine appropriée pour le procédé suivant^[18]. En tricotage, le paramètre fil est très important pour la maîtrise de la qualité du produit fini. Le procédé de bobinage est effectué, presque systématiquement, pour plusieurs types de fil comme le coton, le lambswool et par fois même pour la laine et le cachemire (Photo n°2 : Bobinage de fil sur machine à rembobiner). Cette opération assure aussi une tension correcte de fil, et permet aussi d'uniformiser la tension dans la bobine (Photo n°3 : Tendeur à coupelle sur machine à bobinage).

Deuxième chapitre : Métier rectiligne manuel à double fonture

I- Généralité

En général, nous distinguons quatre types de machine à tricoter à fonctionnement mécanique ou automatique :

Les ouvrages de ces machines sont différents suivant leur caractéristique (Annexe III : Comparaisons des métiers rectilignes et circulaires à aiguilles à clapet).

La première machine à tricoter avec fonture rectiligne a été fabriquée en 1862 par le Révérend Américain Isaak Wixom Lamb et a été brevetée en 1865 (Wikipedia).

Cette découverte a changé considérablement le métier de tricotage. Autre fois, un métier domestique fait manuellement à l'aide de deux aiguilles simples a été très utilisé.

La société Floreal knitwear Madagascar utilise le métier à tricoter rectiligne à double fonture automatique et manuel. Selon le produit à confectionner, la société utilise la jauge 3,5 à 14.

Les machines automatiques sont spécialement allouées à la confection des cols et accessoires pour vêtement (brides et « strap »). Nous pouvons recenser le model KAUO HENG KH 323 DJ, le HONG QIMA HQM 61A et le Mantsuya 100.

Les machines manuelles sont de type « Tiger Fly ». Elles sont utilisées pour la confection du corps, des manches (Annexe IV : Exemple de plan démontrant le corps (dos et devant) et la manche) et parfois des accessoires comme les poches.

Dans la suite, consacrons notre étude sur les métiers rectilignes manuels à double fonture (jauge 10 et 12), qui constituent d'ailleurs la majorité des machines utilisées auprès de la société.

II- Constitution

Dans la plus part des cas, le bâti d'un métier rectiligne manuel est inventé et élaboré par l'acquéreur des machines. En effet, les dimensions sont différentes d'un pays à un autre et même d'une usine à une autre.

Voici le schéma d'un bâti utilisé par la société Floreal knitwear Madagascar pour fixer notre idée sur la tenue générale de la machine.

Figure n°6 : Description générale d'un métier rectiligne manuelle utilisé par la société Source : Auteur

Le métier est supporté par un bâti (1) ; dans la partie inférieur du métier se trouve un première tiroir (2) utilisé pour déposer les fils et par fois les panneaux finis ; au dessus de ce premier tiroir se trouve le premier porte bobine (3) pour mettre les bobines d'alimentation de dessous (4) afin de minimiser l'encombrement ; le métier (5) proprement dit se trouve sur la partie centrale du bâti ; à coté du métier (partie droite du tricoteur) se trouve une petite boite (6) utiliser pour placer les accessoires utiles pendant le tricotage ; au dessus du métier il y a le porte bobine principal (7) avec des orifices (8) pour faire passer les fils des bobines d'alimentation de dessous (4) et les bobines d'alimentation du dessus (9) avec des « fixe bobine » (10) ; sur la partie supérieure du bâti nous voyons le système de guide fil.

Tout le système de chemin du fil que nous pouvons diviser en trois sou système est supporté par le bâti (1). A l'arrière du métier, la bobine (3) et la porte bobine (4) constituent le premier système ; ensuite, le deuxième est constitué par une potence (9) munie des dispositifs suivants :

- un deuxième oeillet de guidage séparant la première au tendeur (5) ; - un tendeur (dans notre cas à coupelle) (6) ;

En fin, le fil allant au bec fil (10) situé à l'extremité d'un guide fil (11) est notre troisième système.

III- Description détaillé

On voit en coupe les fontures avant (1) et arrière (2), elle sont portées par le bâti (3), les bares de guidage des guide-fils (4) et (5) et les bares conducteurs du chariot (6) et (7).

Le chariot est formé de deux blocs porte-cames (8) et (9) réuni par un étrier (10). A la base du chariot, de chaque côté, nous voyons les tenons de guidage (11). Au dessus de ce système se trouve le guide fil (12) sur la bare de guidage des guide-fils.

Le nombre et la forme des fontures ou lit d'aiguilles caractérise le métier^[11]. En effet, la fonture peut être ronde (métier circulaire) ou droit (métier rectiligne). De plus, quand les fontures d'un métier sont en nombre de deux (qu'il soit rectiligne ou cyrculaire) on l'appel métier à double fonture. Les métiers utilisés par la société Floreal knitwear Madagascar sont des métiers rectilignes manuels à double fonture en forme de « V » (Figure n°9 : Coupe des deux fontures montrant l'angle formant le « V »).

La dimension de la fonture d'un métier à tricoter determine son jauge. Sa conaissance est très important pour un tricoteur (Annexe V : Fil par jauge).

Figure n°9 : A : Emplacement d'une aiguille dans une rainure /B : Disposition des aiguilles dans une fonture sous la plaque de recouvrement /C : Coupe des deux fontures montrant l'angle formant le « V »

Plusieurs types d'aiguilles sont utilisées pour le tricotage selon la caractéristique et la spécificité des machines^[11-10-18]. Il y a l'aiguille à bec, l'aiguille à coulisse et l'aiguille à clapet avec des talons carré ou rond (figure n°10 : Aiguille à clapet avec un talon rond). L'aiguille à clapet est la plus utilisée. Les métiers de la société Floreal utilisent les aiguilles à clapet à talon carrés ou ronds (figure n°11 : Aiguille à clapet avec un talon caré).

Une aiguille à clapet est composée d'une tige (1) pour le maintient de l'ancienne maille, d'un crochet (2) pour la prise de fil et la formation de la maille, d'un clapet (3) permettant l'abattage de la maille (logée dans une rainure fraisée dans la tige (5)), d'une liason corp-clapet relié par un rivet (4), d'un évidemmet (6) usiné au dos de la tige de manière à éviter des efforts trop importants sur le fil pendant l'étirage de la maille entre le dos de l'aiguille et la pointe du clapet, d'un talon (7) permettant grâce à des cames de mettre en mouvement les aiguilles et d'une queue (8) pour supporter les aiguilles (partie en contact avec le ressort).

La formation de la maille sur aiguilles à clapet nécessite les mouvements d'ascension et de chute de l'aiguille^[18]. La fonture est fixe sur la machine, les aiguilles ont chacune la possibilité de monter et de descendre dans leur rainure^[11].

Les cames, maintenues dans des portes cames (photo n°4), ont pour but de guider les talons des aiguilles qui émergent des fontures et de leur appliquer les mouvements nécessaires à la formation de la maille. Les cames peuvent être fixes, pivotantes et à noyer. Il peuvent êtres « entaillées » ou encore « associées » à un système de selection jaquard. Les cames des métiers de la société sont des cames à noyer simple (photo n°5).

La figure n°12 nous montre un plan de cames dans lequel la came d'ascension est

Les cames A et B sont les deux demi-cames d'ascension mobiles individuellement. La partie suppérieure de la came d'ascension (C) est arrondie de manière à assurer un guidage plus doux des talons d'aiguilles et évite la projection des aiguilles hors de cames lors de leur mouvement. Cette partie est fixe et n'entre pas en contact avec les talons d'aiguilles sans que l'action d'une des cames A et/ou B soit assurée. Pour plus de securité, une came chapeau ou came de surété (F) est disposée entre les deux cames de chutes (D et E) sur leur partie suppérieure.

- leviers d'entraînement (2) : utilisés par le tricoteur pour activer le métier ; - commandes de cames (3) : pour activer ou désactiver le cames à noyer ;

Le guide fil alimente les aiguilles en fil (figure n°13). Il doit délivrer le fil dans un angle dont le sommet est l'aiguille qui vient de cueillir et les côtés sont d'une part le bord de la fonture, et d'autre part, la droite passant par les becs des aiguilles qui descendant[1 1-10].

Le tendeur a pour but d'appliquer au fil une tension optimale pour le tricotage. La plus

part des tendeurs sont simplement basés sur le frottement plus ou moins grand du fil sur une

surface adéquate. On dénombre plusieurs types de tendeur (chicane et coupelle).

Les métiers de la société Floreal sont dotés de tendeur à coupelle (Photo n°7).

Le rappel fil, comme nous voyons sur le photo n°8, est une tige d'acier portant un oeillet dans la lequel passe le fil. Cette tige d'acier sollicite continuellement l'oeillet vers le haut sous une tension réglable.

Le rôle essentiel du rappel fil est d'absorber l'excédent de fil débité en fin de course du chariot.

Les outils accessoires nécessaires pour la confection d'un produit donné dépendent de la spécificité de ce produit. Cependant, la peigne d'enfilage, la peigne de transfert, la peigne de sélection, les fourches de transfert, et les poids sont des outils standards pour toutes les commandes.

Les peignes de sélection sont utilisées chez les métiers rectiligne manuels à double fonture pour faire la selection des aiguilles mises en action et des aiguilles au repos.

Cette selection se fait tout au début de l'opération. La photo n°9 présente une peigne de selection côte 1 x 1 sur métier à jauge 10.

Photo n°9 : Peigne d'de selection côte Photo n°10 : Peigne d'enfilage 1 x 1 sur métier à jauge 10

Les poids jouent le rôle de tirage en s'agrippant sur la peigne de rentrage. Le tirage à pour but d'exercer une tension sur les mailles tenues par les aiguilles pour assurer un abattage correct de l'ancienne maille sur la nouvelle. Les poids se divisent en deux, résumé par le tableau suivant.

Type de poids	MM	PM	GM	Support
Envelopper de plastique bleu	220g	244g	368g	180g
En fer	198g	406g	594g	210g

Tension du fil sur métier rectiligne manuelle à double fonture

INTRODUCTION