Four à Induction : Projet de Fin d'Étude en Génie Thermique

v
:
Présenté par :
 TENE SIGHA Ludure Stéphane
Matricule : 22GTE022IU
 GALDIMA ABOU Paulin
Matricule : 22GTE010IU
ENCADREUR :
Dr. FOUAKEU / M. BANG TITI
UNIVERSITY OF NGAOUNDERE
UNIVERSITE DE NGAOUNDERE
INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE DE
NGAOUNDERE
BP
455 NGAOUNDERE
Division des stages, de la Formation Permanente et
des Relations avec les milieux Professionnels
:
[email protected]
:
mail
E
08 / 6 77 11 22 17 / 674 91 60
677 51
TEL
:
PROJET DE FIN D’ETUDE
MENTION
Génie Industriel et Maintenance
Parcours : Génie Thermique et Energétique
REALISATION D’UN FOUR A INDUCTION
ANNEE SCOLAIRE 2024/2025

Table des matières
INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................. 3
1 - GENERALITE SUR LES FOUR A INDUCTION .......................................................... 4
1-1 définition ......................................................................................................................... 4
1-2 Principe de fonctionnement ........................................................................................... 4
1-3 Composants principaux d’un four à induction ........................................................... 4
1-4 Avantages et inconvénients des fours à induction ....................................................... 5
1-4-1 Avantages ................................................................................................................. 5
1-4-2 Inconvénients ........................................................................................................... 5
1-5 Application des fours à induction ................................................................................. 5
2 - CONTEXTE ET OBJECTIF DU PROJET ..................................................................... 5
3 - CAHIER DE CHARGE ...................................................................................................... 6
3 – 1 SPÉCIFICATION TECHNIQUE .............................................................................. 6
3 – 2 SPÉCIFICATIONS STRUCTURELLES ET FONCTIONNELLES .................... 6
3 – 2 – 1 STRUCUTRE ...................................................................................................... 6
3 – 2 – 2 FONCTIONNEMENT ........................................................................................ 6
4 - DIMENSIONNEMMENTS ET RESULTAT DU DIMENSIONNEMENT .................. 6
5- DEVIS.................................................................................................................................... 9
CONCLUSION GENERALE................................................................................................ 10
Figure 1 principaux composant d'un four à induction ......................................................... 4
Figure 2 phénomène d'électromagnétisme ............................................................................. 4
Figure 3 schéma électronique .................................................................................................. 8

INTRODUCTION GENERALE
Le présent projet d’intégration de fin d’étude à pour thème la réalisation d’un four à induction.
Dans le cadre de notre cursus de DUT , ce projet constitue une étape essentielle permettant de
mettre en pratique les connaissance et compétence acquise tout au long de notre formation
Le four à induction est un type de four électrique qui utilise le principe de l’induction
électromagnétique pour chauffer directement le matériau à l’intérieur du four. Contrairement
aux fours traditionnel qui chauffe l’air ambiant , puis le matériau par conduction ou convection,
le four à induction génère de la chaleur directement à l’intérieur du matériau conducteur (
généralement un métal) grâce un champ électromagnétique alternatif
L’objectif principal de ce projet est de concevoir et de réaliser un four à induction fonctionnelle.
Nous cherchons à exploiter le principe du champs électromagnétique pour réaliser notre four à
induction qui pourra chauffé un matériau.
Ce projet nous offre l’opportunité d’aborder des aspects multidisciplinaire , de toucher à
plusieurs domaine , allant de la conception à l’électronique , en passant par les sciences
thermiques et la connaissance des matériaux.
Au-delà de l’aspect technique , ce projet nous permettra de développer des compétences en
gestion de Projet, en travail d’équipe et en communication. Nous serons amenés à collaborer
étroitement , partager nos idées , prendre des décision, éclairées et respecter les délais afin de
mener à bien ce projet dans les meilleur condition.
En conclusion , ce projet d’intégration de fin d’étude sur la réalisation d’un four à induction
représente une étape crucial dans notre parcours académique. Il nous permettre de mettre en
pratique nos connaissance , de développer nos compétences technique et transversales , et
d’acquérir une expérience précieuse dans la réalisation d’un projet concret.

1 - GENERALITE SUR LES FOUR A INDUCTION
1-1 définition
Le chauffage par induction est une méthode de chauffage sans contact qui utilise l’induction
électromagnétique pour générer de la chaleur à l’intérieur d’un matériau conducteur . les four
à induction sont largement utilisés dans divers industrie pour le chauffage, la fusion , le
traitement thermique et le brasage des métaux.
1-2 Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement d’un four à induction repose sur la loi de faraday et l’effet
joule :
• Induction électromagnétique : un courant alternatif (AC) circule dans une bobine
(inducteur), créant un champ magnétique alternatif autour de la bobine
• Courant de foucault : lorsqu’un matériau conducteur est placé à l’intérieure de ce
champ magnétique , des courants de foucault son induits dans le matériau. Ces
courants circulent en boucle fermées à l’intérieure du matériau .
• Effet joule : la circulation des courant de foucault à travers la résistance électrique du
matériau génère de la chaleur
La quantité de chaleur générée dépend de l’intensité du champ magnétique , de la fréquence du
courant alternatif , de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique du matériau.
Figure 2 phénomène d'électromagnétisme
1-3 Composants principaux d’un four à induction
Comme composant nous avons
✓ L’inducteur (bobine) : c’est un matériau à travers laquelle circule un courant alternatif
haute fréquence . la forme et les dimension de l’inducteur sont adaptées à la
géométrique de la pièce à chauffer .
✓ Générateur de puissance ( convertisseur de fréquence ) : convertit le courant basse
fréquence du réseau électrique en courant alternatif haute fréquence nécessaire pour
l’inducteur . il utilise des composants électronique de puissance tels que les MOSFET
Figure 1 principaux composant d'un four à induction

✓ Système de refroidissement : on distingue le système de refroidissement à eau et à air
pour maintenir l’inducteur et les composant électronique à une température de
fonctionnement sûre
✓ Système de contrôle : permet de contrôler la puissance , la fréquence et le temps de
chauffage. Il peut inclure des capteurs de température et des algorithme de régulation
✓ Un convertisseur
1-4 Avantages et inconvénients des fours à induction
Le four à induction est un équipement qui compte de nombreux avantage et qui est dénouer
d’inconvénient qui va être énumérer comme suit :
1-4-1 Avantages
➢ Chauffage rapide et efficace : la chauffage par induction est très rapide car la chaleur
est générée directement à l’intérieur du matériau.
➢ Chauffage précis et contrôlable : la puissance et la fréquence peuvent être ajustées
pour contrôler précisément la température et la profondeur de pénétration de la
chaleur.
➢ Chauffage propre et sure : pas de flammes ,de gaz de combustion ou de contact direct
avec la pièce , ce qui réduit les risque de contamination et d’accident .
➢ Efficacité énergétique élevé : moins de perte de chaleur par rapport au méthode de
chauffage traditionnelles.
➢ Automatisation facile : le processus de chauffage peut être facilement automatisé et
intégrer dans des lignes de production.
1-4-2 Inconvénients
➢ Coût initial élevé : l’investissement initial peut être plus élevé que pour les autres
méthodes de chauffage.
➢ Adapté aux matériau conducteur : le chauffage par induction est principalement
adapté aux matériaux conducteur
➢ Vitesse de chauffage assez faible
➢ Coûts d’énergie important
1-5 Application des fours à induction
Les fours à induction est à la base de plusieurs application industrielle comme :
- Fusion des matériaux : fusion de l’acier , de l’aluminium, de cuivre et d’autre métaux
dans les fonderies
- Brassage et soudure : assemblage de pièce métallique par brassage ou soudure
- Séchage et durcissement
- Application médicale : chauffage de fluide, stérilisation d’instrument.
2 - CONTEXTE ET OBJECTIF DU PROJET
Le présent projet porte sur le dimensionnement et la réalisation d’un four à induction pour
chauffer une baret d’aluminium ou autre type de métaux .
Il poursuit alors comme objectif principaux :