Modélisation thermomécanique de la paroi des greniers de stockage de céréales en banco

Thermo-mechanical modeling of banco grain silo

• Auteur / Autrice : Clément Labintan
• Direction : Riad Benelmir, Mohamed Gibigaye, André Donnot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique - Génie civil
• Date : Soutenance le 28/06/2018
• Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Université d'Abomey-Calavi (Bénin)
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Hamid Zahrouni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohammed Lachi, Victor Gbaguidi, Norbert M. Hounkonnou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohammed Lachi, Comlan Aristide Houngan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Constructions en terre

Fibres végétales (matériaux de construction)

Propriétés thermomécaniques

Construction -- Matériaux

Greniers (entrepôts)

Mots clés libres

Grenier en terre

Banco

Grain

Méthode des éléments finis

Contrainte mécanique

Contrainte thermique

Earth silo

Banco

Grain

Finite element analysis

Mechanical stress

Thermal stress

Résumé

Le stockage des céréales se fait en milieu rural au nord du Bénin dans des greniers (silo) en terre qui ont une contenance limitée. Les nombreuses tentatives d’introduction de magasins modernes ont essuyé le rejet des populations. Le présent travail a pour but d’étudier la possibilité d’augmenter le volume de stockage du grenier de type Yom sans changer ni sa forme architecturale, ni le composite argile-paille-décoction de néré. La caractérisation expérimentale du comportement mécanique du banco, matériau de construction de ces greniers a permis de définir le meilleur dosage pour des caractéristiques maximales. En faisant varier la proportion de paille et de décoction de néré, l’influence sur la terre crue de la paille et de la décoction est mise en évidence. La simulation de l’action des grains, à la vidange et au remplissage sur la paroi du grenier et l’analyse des déformations induites montrent qu’il y a possibilité de construire des greniers de plus grande taille. Une optimisation paramétrique des dimensions a été faite. L'effet des échauffements successifs sur la paroi du grenier a été pris en compte à travers la modélisation des transferts thermiques. La modélisation des profils de température dans diverses coupes orientées du silo montre que le flux est bien amorti et les conditions d'ambiance dans le grenier garantissent une bonne conservation. Il est donc possible de construire des greniers de grande capacité de stockage qui serviraient de greniers communautaires ou banques de céréales à disposition des coopératives villageoises. Cette solution règlerait le problème de l’insécurité alimentaire au niveau du monde rural

The storage of cereals is done in rural areas in northern Benin in earth silo that have a limited capacity. The numerous attempts to introduce modern shops have been rejected by the population. This work aims to study the possibility of increasing the storage volume of Yom type silo without changing its architectural form, nor the clay-straw-nere composite. The experimental characterization of the mechanical behaviour of the banco, the construction material of these silo made it possible to define the best dosage for maximum characteristics. By varying the proportion of straw and decoction of nere, the influence on the raw earth of the straw and the decoction is highlighted. The simulation of grain action (filling and discharging) on the silo wall and the analysis of the induced deformations shows that there is a possibility of building larger earth silo. A parametric optimization of the dimensions was made. The effect of successive heating on the silo wall has been considered by modelling heat transfer. The modelling of the temperature profiles in various silo-oriented sections shows that the flow is well damped and the ambient conditions in the attic guarantee good conservation. It is therefore possible to build earth silo with large storage capacity that could be used as community silo or cereal banks for village cooperatives. This solution would solve the problem of food insecurity in rural areas