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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Université Kasdi Merbah Ouargla

FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES

Département de Génie des Procédées

Rapport de stage Présenté pour l'obtention du diplôme de

LICENCE

Spécialité : Génie des Procédés

Par : BOUGRINAT Chouaib

Thème :

Procédés de fabrication des carreaux céramiques

: Supervision du : TDJINI Mokhtar

Année université : 2014/2015

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LES REMERCIEMENTS

Je remercie tous les responsables de département de génie des procèdes

enseignants et administrateurs, je leur exprime ma profonde gratitude.

.

Je remercie chaleureusement tous les responsables de SARL STB Temacine, ainsi,

tous les agents et les techniciens travaillant dans cette unité spécialement mon

oncle Mr BOUGRINAT Med Tahar, de ses aides et soutiens morales et matières.

Enfin Je remercie aussi mes amis pour leur soutien moral et leur encouragement à

suivre mes étude, ainsi tous ce qui contribuer à la réalisation de cet rapport.

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Sommaire :

INTRODUCTION : ……………………………………………………...................................................................................... 01

L’ENTERPRISE : …………………………………………………………………………………………………………………02

I. MATIERES PREMIERES : ……………...................................................................................................................... 02

I.1. Caractérisation de la matière première ………………………………………………………………….......................... 02

I. 2. L’émail et émaux :............................................................................................................................................................. 03

I. 2. 1. Caractéristiques des émaux : ………………………………………………….……………………………..... 03

I. 2. 2. Préparation de l’émail : …………………………………………………………………………………………..... 04

II. FABRICATION DES CARREAUX CÉRAMIQUES : ……………………………………………… 04

II. 1. La préparation de la masse : ……………………………………………………………………………….…….... 04

II. 2. Pressage : ………………………………………………………………………………………………………………........ 05

II. 3. L’émaillage : ………………………………………………………………………………………………….…………... 05

II. 4. La cuisson : ……………………………………………………………………………………………………………….... 06

II. 5 La décoration : ……………………………………………………………………………..…………………………….... 07

II. 6. Le triage : ………………………………………………………………………………………………………………….... 07

III. LABORATOIRE DE RECHERCHE : ………………………………………………………..……………… 07

III. 1. Le contrôle : …………………………………………………………………………………………...……………….... 07

III. 2. Le contrôle de la préparation de la masse : ……………………………………………………………… 08

III. 3. Le contrôle de la section pressage : …………………………………………………………………….…… 08

III. 4. Le contrôle de la ligne d’émaillage : ………………………………………………………………..……… 08

III. 5. Le contrôle de la cuisson : ……………………………………………………………………………………...... 08

III. 6. Le contrôle de la phase de triage : ………………………………………………………………………….... 08

ANNEXES : …………………………………………………………………………………………………………………………… 09

CONCLUSION : ………………………………………………………………………………………………………………….... 10

Liste des figures

Figure 1 Mélangeur de l’émail

Figure 2 Stockage de l’argile

Figure 3 Granulation et homogénation de l’argile

Figure 4 Réservoir d’argile pure

Figure 05 Presse hydraulique

Figure 06 Arrosage de l’émail

Figure 07 Four de cuisson

Figure 08 Les pièces à l’entrée de four

Figure 09 Impriment des dessins

Figure 10 Control l’humidité

Figure 11 Contrôle de triage

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INTRODUCTION

Mon stage s’est déroulé du 25 mars au 04 avril 2015 au sein de l’entreprise SARL.STB

Temacine spécialisée dans la fabrication des carreaux céramique et briques.

Je choisi cette entreprise parce que basée près de ma maison dans la ville de Touggourt où il

a fait mon stage en partie de l’usine de fabrication les carreaux de céramique, qui dépend de la

nature de son travail sur la conversion des matières premières avec plusieurs additifs chimiques

(produites pure, huiles, colorants) et cela coïncide souvent avec la spécialisation en génie des

procédées, qui est d'identifier moi dans le domaine de l'emploi et de développer mes compétences.

Céramique est propagé dans la dernière période sur une grande échelle et varié utilise, La

demande pour les carreaux de céramique augmente avec l'urbanisation croissante dans la région,

Nous allons étudier la fabrication des carreaux céramique haute qualité et nous ferons rapport met

l'accent sur:

- Étude de matières premières et de la nature chimique et les divers procédés de contrôle de

la qualité

- matériel de l’émaillage et des méthodes de préparation.

- Le processus de fabrication les carreaux céramique.

- Identifier et contrôler la qualité des pièces de céramique.

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L’ENTERPRISE (SARL.STB Temacine) :

- SARL.STB Temacine, qui compte entre 180 et 190 employés, est spécialisée dans la

fabrication de produits en base d’argile et céramique. Elle est le leader de sud algérienne dans le

domaine d’activités telles que les matériaux de construction (tuiles, briques), Celle-ci est située

dans le Zone d’activité de Temacine et exact à la route qui est relié de Ouargla à Touggourt,

l’Enterprise a été criée en 1994 et entrée en production en 1997, les produits fabriqués

principalement sont le brique et carreaux céramiques, mon stage s’est déroulé seulement dans le

partie de production les carreaux céramiques.

I. MATIERES PREMIERES :

- Les éléments les plus abondants de la croûte terrestre sont successivement en pourcentage

de la masse :

Il n’est donc pas surprenant que les minéraux les plus abondants oient des aluminosilicates :

les argiles.

La base de toute la chimie des silicates est fondée sur la faculté de l’ion Si4+ de former des

tétraèdres (SiO4)4-.

Un grand nombre de minéraux silicatés ou aluminosilicate résultent de l’association des

tétraèdres (SiO4)4- et par la substitution du silicium par l’aluminium.

1. Caractérisation de la matière première : 1.1 Analyse chimique :

Déterminer le pourcentage de phases d’oxydes constituants la matière première.

Analyse chimique quantitative, l’absorption atomique, spectrométrie de flamme, analyse par

torche à plasma (ICP), fluorescence X

1.2 Analyse minéralogique par diffraction RX :

Donne une idée sur la nature des composés présents (>5%) dans la matière première (Illite,

dolomite, montmorillonite,…).

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1.3 Analyse thermique:

Renseigne sur la transformation des phases et la décomposition de certains constituants de la

matière première.

1.4 Analyse dilatométrique :

Permet de connaître les variations dimensionnelles que peut subir une éprouvette L’exploitation

des courbes permet de déterminer le cœfficient de dilatation.

1.5 Analyse morphologique :

Microscope électronique : la morphologie de grains des matières premières.

1.6 Analyse granulométrique :

Elle permet d’avoir la répartition ou le classement des grains selon leurs tailles.

2. L’email et émaux:

Les émaux sont des composés vitreux obtenus par fusion d’un mélange de divers minéraux ou de

composés chimiques (notamment de silice, de feldspath, de kaolin ) après refroidissement on

aboutit à des verres complexes constitués d’oxydes métalliques (SiO2 ; B2O3 ; Na2O ; K2O Al2O3 ;

TiO2 ; ZrO2 ; MoO3).

2.1 Caractéristiques des émaux :

Les propriétés des émaux dépendant essentiellement de la nature de la phase vitreuse elle-

même dépendant de la composition les caractéristiques principales d’un émail sont :

- La dilatation : l’accord émail tesson constitue la difficulté majeure des céramistes en effet

même si les émaux adhérent parfaitement à la pâte en fusion au refroidissement des tension

internes se produisent et peuvent causer des fissures au produit l’émail et le tesson doivent avoir

des coefficients de dilatation très proches ou même légèrement supérieur pour le tesson pour un

accord parfait.

- La tension superficielle : un émail en cours de cuisson peut être assimilé à un liquide dont la

tension superficielle est définie comme étant la force qui maintient en contact les molécules de la

surface de liquide sur un longueur d’une unité plus cette force est grande et plus l’émail aura

tendance à se retirer et donc à laisser des zones nues a la surface du tesson.

- La fusibilité : c’est l’aptitude qu’ont les émaux fondre puis a s’écouler elle dépend de la

granulométrie des constituants de la cinétique de cuisson ou de fusion et la viscosité et de la tension

superficielle des masses fondues.

- La viscosité : est la mesure des frictions internes d’un fluide lors de son écoulement pour

déplacer une couche d’un fluide la propriété des émaux de ne pas couler et de ne pas dégager les

arêtes sur les côtes de la pièce est étroitement liée à leur viscosité.

- Le nappage : un émail est bien nappé s’il présente une surface lisse et brillante avec absence de

bulles.

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2.2 Préparation de l’émail :

Dans le cas des carreaux céramiques obtenus par bi cuisson la préparation de l’émail se fait à

partir du mélange des matières premières suivantes :

- la fritte.

- le kaolin (5a10%) pour favoriser la plasticité et la stabilité de suspension.

- la colle CMC (carboxyle-méthyl-cellulose, 0.2% en poids) pour assurer l’adhérence

(L’émail support).

-un défloculant (TPPNa, tripoly-phosphate de sodium, 0.2% en poids).

Le mélange doit posséder une granulométrie, une viscosité et une densité convenables.

Figure 01

II. FABRICATION DES CARREAUX CÉRAMIQUES :

La production des carreaux de céramique obéit à un processus strict constitué de plusieurs

étapes, chacune aussi importante que l’autre pour obtenir finalement un carreau répondant aux

exigences de la qualité.

Figure 02

1. La préparation de la masse :

La première opération dans la chaîne de production des carreaux céramiques est la préparation

de la masse. Autrement, c‘est là où se fait la combinaison des différentes matières premiers pour

former ce qu’on peut appeler « le support d’argile » : tesson ou biscuit.

La préparation de la masse est dictée par une formule émanant du laboratoire de recherche,

précisant l’apport exact de chacune des inputs pour avoir la pâte voulue. Les matières premières

les plus souvent utilisées sont l’argile, sable, le feldspath,… stockées dans des cases à terre.

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Toujours dans l’étape de préparation de la masse, on procède à un séchage par atomisation de

la barbotine. La masse obtenue subit un contrôle de densité et d’humidité avant d’être stocké dans

des silos, au moins 24 heures afin d’assurer son homogénéité.

Au terme de cette phase de production la poudre présente un pourcentage en eau de 4 à 7%.

Figure 03 Figure 04

2. Le pressage :

L’opération subséquente à la préparation de la masse est le pressage. La poudre est versée dans

un moule où elle est pressée soit l’aide de presses soit hydrauliques.

C’est dans cette étape du cycle de production que le carreau prend forme par façonnage et

compactage de la masse.

La poudre présentant un taux d'humidité compris entre 4 et 7%, subit une pression autour de 200

bar.

Une fois le carreau pressé, il est acheminé vers un séchoir afin de réduire l’humidité.

Figure 05

3. L’émaillage :

Dans cette étape on ajoute premièrement un couche mince de l’engobe sur la pièce de

céramique pour modifier un couche de base aux propriétés spécifique réagissant avec l’émail, le

carreau passe directement à la ligne d’émaillage où l’émail et le biscuit sont cuits ensemble, ce qui

se fait actuellement pour le carreau de sol ; à la différence de la bicuisson où les carreaux subissent

une première cuisson avant de passer à la ligne d’émaillage.

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Pour l’étape émaillage, on peut parler de la phase esthétique où le carreau revêt une couche d’émail

qui lui confère son attraction grâce à des décorations diverses.

Il existe le procédé basé sur l’émaillage du carreau grâce à des écrans sérigraphiques qui permettent

d’appliquer des dessins particuliers sur la surface du carreau à émailler et le dernier en date le

rotocolor qui a recours plutôt à une roue rotative qui est reprend le schéma voulu.

Figure 06

4. La cuisson :

Afin de donner au carreau son aspect final en réalisant un certain nombre de transformations

physico-chimiques (vitrification, dureté,…). On procède alors à une cuisson du carreau. En effet,

les wagons où sont chargés les carreaux à la sortie de la ligne d’émaillage sont transportés vers

l’entrée du four de cuisson à température 1020-1040 oC environ 45 minutes de temps.

Cette phase est assez délicate et demande une maîtrise du cycle de cuisson pour avoir un

produit fini qui répond aux exigences de qualité.

Figure 07 Figure 08

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5. La décoration :

Dans cette étape on fait un dessine coloré sur la pièce de céramique par un machine imprimant

spéciale, chaque machine imprime un seule colore.

Figure 09

6. Le triage :

Cette phase, la dernière, est d’une égale importance avec les autres phases, jugeant la rigueur

qu’on a montré tout au long du processus de fabrication afin d’obtenir un carreau qui répond aux

critères de qualité exigés.

Le carreau en provenance du four de cuisson est transporté par des bandes jusqu’à la table de

triage, où une trieuse expérimentée et ayant connaissance des différents défauts de déclassement

(plutôt des défauts d’aspects), alors que les défauts mécaniques sont plutôt confiés à une machine.

III. Le laboratoire de recherche :

Au laboratoire incombe 3 actions principales : contrôler, faire des essais et préparer les

différentes composantes entrantes dans la production du carreau de céramique.

1. Le contrôle :

un contrôle systémique est assuré par une

équipe qui se charge de faire une panoplie d’actions

de contrôle visant à assurer la conformité des

indices relevés à différents étapes de fabrication de

carreaux aux conditions arrêtées par le laboratoire

et répondant au souci de la qualité.

Figure 10

2. Le contrôle de la préparation de la masse :

Ce contrôle concerne, dans un premier temps, les cuves d’alimentation de l’atomiseur. Pour

la phase d’atomisation, on contrôle le pourcentage d’humidité et de carbonate de calcium contenu

ainsi qu’un test de granulométrie.

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3. Le contrôle de la section pressage :

Ce contrôle concerne l’épaisseur des carreaux crus en millimètre et le remplissage en

gramme. Pour le séchoir, on vérifie sa température et celle du carreau et l’humidité résiduelle ainsi

qu’un contrôle de dimensions (hors équerre).

4. Le contrôle de la ligne d’émaillage :

Pour les lignes d’émaillage, on procède à un contrôle de l’engobe, de l’émail et de la pâte

sérigraphique. Et à chaque fois on vérifier la masse volumique de l’engobe et l’émail.

5. Le contrôle de la cuisson :

Concerne les dimensions du carreau cuit pour le hors équerre, de la porosité et aussi de la

planéité.

6. Le contrôle de la phase de triage :

On observe les défauts des carreaux. Aussi

bien les défauts d’aspect (tache, crains d’émail,

retire,…), que les défauts mécaniques (épaufré,

écorné, fendu,…) ainsi que d’autres défauts.

On procède aussi à un contrôle du calibre et s’il y a

mélange des calibres concernant des carreaux

prélevés sur un même carton d’emballage.

Figure 11

L’opération de conception de carreaux de céramiques, pour ce qui est des modèles et des

références, est confiée à des infographes dotés de matériels informatiques et logiciels performants

assurant un design de qualité.

Pour concevoir un modèle, les infographes se réfèrent soit au désir d’un client ou se penchent sur

la conception de nouveaux modèles selon les gammes.

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ANNEXES

Schéma de production les carreaux céramique

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Conclusion :

Mon stage s’est bien passé et a constitué pour moi une expérience non seulement enrichissante et

bénéfique mais aussi très plaisante. J’ai été bien accueilli par l’ensemble du personnel, qui a très

volontiers répondu à toutes mes interrogations. Je compris tous les processus de fabrication dans

l’usine et je prends beaucoup d’information dans ce domaine sur tout pour le céramique et les

procédées de préparation les matières premières.

Je me suis vu confier un travail intéressant, que j’ai pu mener à bien en suivant les instructions de

mon maître de stage, mais aussi en sachant chercher les informations dont j’avais besoin auprès

des personnes qui travaillaient autour de moi. J’ai ainsi pu constater à quel point la concertation

entre les membres d’une équipe est importante, à tous les niveaux d’une entreprise.

Ces dix jours de stage m’ont donné l’occasion de m’impliquer dans la vie d’une entreprise, en

prenant réellement part à ses activités.