ANNEXES
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Annexe 1: Contraintes expérimentales
Pendant la phase expérimentale de ce travail, nous
avons dû faire face à plusieurs contraintes et difficultés.
Nous présentons ici quelques-unes d'entre elles.
1°) Préparation du carburant
Lors de la préparation du carburant au laboratoire de
chimie de la faculté polytechnique, l'une des difficultés
à laquelle nous avons dû faire face est l'acquisition des
réactifs (chaux vive et éthanol) répondant aux
critères de qualité, de quantité et de coût. Sur le
marché de Kinshasa cela n'est pas facile.
En effet, après avoir été arnaqué
avec de l'alcool de mauvaise qualité, nous avons été
contraints d'acheter l'éthanol à Kwilu-Ngongo, à un prix
plus élevé qu'habituellement à cause de sa rareté
durant la période de nos essais (Mi-février). La chaux vive de
bonne qualité a également été difficile à
trouver sur le marché. Nous avons dû bénéficier de
l'aide du Professeur Haddy pour en trouver, après avoir
déjà commencé à préparer une chaux de
mauvaise qualité (commercialisé par la majeure partie des
vendeurs).
Une autre difficulté a été l'étape
de filtration. Nous avons observé qu'avec la filtration simple (par
gravité) l'éthanol prenait beaucoup de temps pour être
filtré, ce qui occasionnait beaucoup des pertes par évaporation.
Nous avons dû passer à la filtration sous vide, mais là
encore les choses n'ont pas été aussi simple que cela, puisque la
pompe manuel exigé un grand effort physique. Nous avons
été contraints d'aller finir cette étape au laboratoire de
chimie de la faculté de science disposant d'une pompe à vide
(quoi que peu performant vue sa vétusté).
Une fois préparé, les carburants devraient
être analysés pour en déterminer les paramètres
physico-chimiques. Mais n'ayant pas l'instrumentation adéquate pour ces
analyses suivant les normes requises par l'ASTM, nous avons envoyé les
échantillons de E10 et E15 prélevé auprès de la
SEP-CONGO pour les faire analyser. Ne pouvant pas être présent,
nous-même, pendant ces analyses nous ne saurons garantir `l'exactitude'
des résultats.
En effet, Nous avons remarqué certaines
incohérences dans les résultats d'analyse de la SEP-CONGO. Nous
pensons que pour certains paramètres (PEI, masse volumique,...) une
confusion des valeurs a pu se glisser étant donné le fait que ces
paramètres n'ont pas été déterminé le
même jour et par le même technicien. Ainsi par exemple, pour le PEI
qui a été déterminé un autre jour par quelqu'un
d'autres, nous supposons qu'il a changé d'échantillons ou
inversé (voir tableau A1).
2°) Essais moteur
Concernant les essais moteurs, les contraintes auxquelles nous
avons dû faire face sont la vétusté du moteur, le manque
d'instrumentation adéquate, les exigences du frein et accessoire,...
Le moteur Renault 4 que nous avons utilisé est un
moteur des années 80, installé au laboratoire de moteur à
combustion interne de l'UNIKIN, mais inutilisé depuis quelques
années. Il nous a fallu plusieurs jours de `rodage' avant de
débuter les essais proprement dits. Sur les quatre bougies d'allumage
que compte le moteur, seulement trois d'entre-elles fonctionnent correctement.
L'une des bougies ne peut pas être
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remplacée au risque d'endommager la culasse et
d'être obligé de la changer complètement.
Un autre problème a été la
disponibilité du banc d'essai. En effet, le joint de cardan
installé sur notre banc pour relier le frein au moteur était
attendu sur un autre banc. Ainsi nous ne disposions que d'un temps
réduit pour faire tous les essais.
La plus grande contrainte a été au niveau de
l'alimentation en eau du frein hydraulique. L'ensemble des essais devraient se
passer le même jour pour rester dans les mêmes conditions mais
l'eau fourni par la Regideso n'était pas toujours disponible
(irrégulier et instable), ainsi nous avons opté pour
l'utilisation de l'eau du puits de forage.
Après avoir examiné les résultats des
premiers essais avec les E0, E10 et E15 (du 13/02/2018 avec l'eau du puits de
forage) nous nous sommes rendu compte que les valeurs obtenues ne couvraient
qu'une portion des courbes caractéristiques.
Nous avons repris les essais avec le E10 (seul combustible
à notre portée en ce moment), cette fois nous avons
utilisé l'eau de la Regideso, ce qui nous a donné uniquement des
faibles couples (G = 5 à 3.5 kgf) étant donné le
débit fourni.
D'autres améliorations ont également
été faites sur le circuit d'alimentation du frein (utilisation du
débit max du puits de forage, combinaison de l'eau du puits et celui de
la Regideso,...) afin d'obtenir des meilleurs résultats. Nous avons
dû faire face à une contrainte budgétaire ce qui ne nous a
pas permis de poursuivre les essais et d'améliorer d'avantage les
résultats particulièrement avec l'essence à la charge
partielle et le E15 (en pleine charge et à charge partielle).
Aussi, le frein étant analogique et très peu
sensible à certaines variations de débit d'eau, nous n'avons pas
réussi à obtenir des grandes variations du couple avec le
débit disponible donnant lieu à plusieurs points (valeur du
couple) très rapprochés en dépit de la variation de la
vitesse de rotation.
Une autre difficulté a été le manque
d'instrumentation adéquate particulièrement pour mesurer la
température. En effet, le thermocouple à notre disposition n'a
pas permis de prélever la température à
l'échappement et aucun dispositif pouvant permettre de suivre
l'évolution des températures (combustion, échappement,...)
n'a été à notre portée. Ce qui ne nous a pas permis
d'expliquer certains phénomènes comme cela a été
les cas pour plusieurs auteurs cités dans la littérature.
Néanmoins, lors de l'un de nos essais (celui du
20/02/2018), nous avons utilisé un thermocouple laser qui nous a permis
de connaitre la température à l'échappement de quelques
points et d'en déduire que la combustion était normal. Les
résultats de tous les essais classés par dates sont en annexe.
Toutefois, malgré ces contraintes et conditions de
travail difficiles et inadéquates, ayant l'obligation des
résultats, en tant que futur ingénieur civil ; nous avons
dû nous surpasser pour produire les résultats présenter
dans la suite du travail.
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