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Flashback – fonderie solidaire au Burundi

En février 2011, encore élève aux Arts & Métiers, j’ai participé à une mission de création d’une fonderie solidaire au Burundi. Cette mission a été l’apex de plusieurs années de travail sur ce projet auquel ont d’ailleurs contribué plusieurs dizaines d’autres étudiants. Cela a été une expérience vraiment très forte sur l’instant, et plus tard un point déterminant dans la genèse de la Fonderie de la Côte tant sur le plan technique que philosophique.  5 ans plus tard il est temps d’exhumer le journal de bord de la mission, ainsi que quelques photos.

Début du journal de bord

Rappel du contexte

Juin 2009, Jacques, directeur technique de MAG Burundi rentre en contact avec Philippe, professeur de fonderie à l’ENSAM de Lille. Sa problématique est simple. Dans le cadre des activités de démentellement d’armes que mène son ONG, Jacques détruit près d’une tonne d’ALPC (armes légères de petit calibre) par mois. Il aimerait valoriser ces déchets. La solution pourrait être la fonderie, afin de transformer armes et munitions en objets utiles : ustensiles de cuisine, matériels agricoles, bijoux…

Après un an et demi et R&D à Lille, une mission exploratoire, et une importante préparation logistique effectuée sur place par l’équipe de MAG, nous partons Philippe et moi pour Bujumbura, capitale du Burundi. Nous seront rejoins en cours de route par Quentin. Le but de la mission est de construire deux fours de fusion, mener la fabrication des moules, les fusions et les coulées en transmettant notre savoir faire. Fort de ce « proof of concept » nous pensons pouvoir organiser une levée de fonds et donner de la voilure dans une seconde phase du projet

Ce projet solidaire, voire humanitaire, est relativement complexe, il comporte beaucoup d’enjeux, de contraintes, d’aléas, d’objectifs. Difficile de tout résumer ici. Il faut savoir que

  • le but n’est pas de recycler des armes uniquement pour le fait de recycler. Il s’agit de développer une activité, créer des emplois, intégrer les minorités…
  • le projet devra pouvoir à terme se passer de nous, il doit être pérenne. Une des conséquences est qu’il faut que toutes les ressources mobilisées soient des ressources locales, en particulier pour l’énergie. Or le Burundi a de multiples richesses hormis sur le plan énergétique : il ne possède que de la tourbe. Mais les armes sont essentiellement faites d’acier à haute tenue en température peu adaptés à la fonderie.

Vous comprenez l’ampleur du défi technique ?

Chronique

Dimanche 13 Février 2011

Essentiellement composée de 9h d’avion, donc pas très extraordinaire. Hormis l’oubli d’un bagage à l’embarquement, RAS. Premiers pas sur le sol Africain et déjà le choc de la rencontre avec cette atmosphère indescriptible de la saison humide de l’Afrique tropicale. Température fraîche de 20°C mais accueil chaleureux de la PNB (Police Nationale du Burundi) et des moustiques. Petite pause au bureau des réclamations et top départ pour la résidence MAG avec escale chez le marchand de pizza. La balade de 20 min en pick-up fut dès la première seconde un dépaysement car mon réflexe français d’attacher ma ceinture a vite été contrarié par… l’absence de ceinture.

Lundi 14

Après une nuit au chant des grillons et autres insectes autochtones nous partons pour la journée de mise en route. Présentation de l’équipe: Didier Denis Julie Nicole et tous les autres, c’est une petite communauté qui s’anime dans le bureau jouxtant la résidence. Tous ne sont pas directement impliqués sur le projet car il ne s’agit que d’une facette des multiples travaux menés par MAG Burundi.

Etat des lieux et planning, établissement de la liste de matériel avec Denis qui en une journée aura reçut en condensé l’équivalent de deux ans de cours de fonderie à l’ENSAM. Enfin pour finir en beauté nous nous lançons dans quelques expériences avec les échantillons de matière première ramenés par Denis: criblage du sable siliceux, mesure de densité et élaboration de sable silico-argileux. Résultat: tout nous laisse à penser que nous pourrons sortir des moules de qualité supérieure.

Mardi 15

La journée fut marquée par plusieurs événements don:

  • les finitions du système de ventilation par les factotums de MAG. A partir de quelques profilés, d’un vélo et d’un bidon de 200L ils sont en train de nous mitonner un ventilateur pour notre four… Ces opérateurs embauchés et formés par MAG travaillent le métal avec pragmatisme. Découpe et soudure sont les opérations de base qui leurs permettent habituellement de monter les râteliers que MAG installe dans les postes de police afin d’assurer une meilleure régulation du flux d’armes et de munitions.
  • accueil des 6 Burundais qui vont travailler à la fonderie. Chapeautés par un chef d’équipe, lui même sous l’autorité du colonel Léonard, notre principal appuis au sein de la hiérarchie militaire burundaise. Le colonel Léonard gère entre autre la communauté des anciens combattants et leur réinsertion, réinsertion que devrait permettre la fonderie. Il s’agit d’un enjeux majeur de la pérennisation de la paix.
  • départ pour le village des Batwa, une ethnie minoritaire du Burundi qui a été sédentarisée dans les zones marécageuses de Bujumbura. Un peuple très pauvre mais qui maitrise l’art de la poterie et à qui nous aimerions faire réaliser nos creusets, récipients dans lesquels on fait fondre le métal. Il y aurait tant à raconter sur ces gens, sur tout ce que l’on a vu sur la route pour arriver chez eux… les marchés, les marchands de charbon de bois, les étalages qui jalonnent les rue et toute cette population toujours aussi dense et jeune.
  • après une petite séance de caractérisation de sable (passage au tamis pour calcul de granulométrie, paramètre important en fonderie) nous partons avec Denis, Julie, leurs compagnons dans un troquet en ville. Spécialités locales: la bière Primus (souvenir du passage des Belges) et les frites de bananes vertes… Bonne soirée animée par les ressentis des uns et des autres sur le monde de de la solidarité et de l’humanitaire, les différents organismes, la vie d’expat…
Mercredi 16

Départ avec l’équipe à 8h30 du bureau MAG direction le site BuruTex là ou nous allons construire la fonderie.

Nous partons avec nos gars rencontrés hier, 6 anciens combattants: Serge, Aimé, Alphonsine, Narcisse, Isaac & Isaac. Un quart d’heure de 4×4 au travers Buja et nous voici à la base militaire qui abrite nos locaux. Il s’agit d’un vaste terrain où sont répartis de grands entrepôts, l’un d’eux nous a été concédé pour mener notre projet. Après quelques pertes de temps nous entrons. Les sacs d’argile (4m cube) et la pile de briques (presque autant) nous attendent dans un grand espace qui pourrait être désert s’il n’était occupé au quart par un stock de roquettes de BM 21 (plus connus sous le nom « d’orgues de Staline), des petits pétards de 3m de long.

La matinée est un peu l’laborieuse. Nous nous organisons pour manger à tour de rôle et le travail prend de l’ampleur. 4 étages de briques (sur 14) posée, arrivée de matériel, manutention diverses (ces maudits sacs de kaolin font au moins 100kg), livraison du 2 camion de sable… tamisage, gâchage du mortier, séchage de l’argile… tout ça au milieu d’une soixantaine de soldats qui évacuent leur matériel pour nous laisser la pleine possession du hangar.

Denis se charge de la logistique, le Colonel Léonard gère les hommes, supervise le déménagement, fait aménager une arrivée d’eau, s’occupe de faire venir une potière Batwa… Chacun s’active : pendant que Narcisse fait sécher et tamise le sable, Alphonsine et Serge effrite le kaolin, le plus vieux des deux Isaac est au mortier, le plus jeune avec Aimé Philippe et moi montons les rangées de briques.

La barrière de la langue rend la chose intéressante car notre équipe ne parle que partiellement le français. Il nous faut expliquer notre Art de fondeur avec les mots les plus simples, c’est une gageure quand on sait que la fonderie est si codifiée et riche en jargon.

Objectif : finir le briquetage demain et en parallèle préparer le sable de moulage, terminer le four Vendredi et première fusion Lundi… Croisez les doigts pour nous

Vendredi 18

Voilà, très rapidement vous l’aurez compris, le rythme s’accélère, le four est fini au bout de trois jours d’intensité croissante. J’ai pu visité Metalusa, la plus grosse entreprise de construction métallique de Buja à qui nous avons sous-traité la fabrication de la carcasse du second four. On s’est fait une petite frayeur en croisant des policiers déguisés en miliciens (vaut mieux ça que le contraire). Nous apprenons le Kirundi grâce aux cours prodigués par notre équipe d’apprentis fondeurs. Ce week-end nous partons explorer le pays : faille des Allemands, remonté de la rive du lac Tanganyika…

Dimanche 20

Après une première semaine bien remplie, un WE bien mérité. Sur les conseils de tous nous décidons de partir à « l’intérieur du pays », voir le Burundi profond, les Burundais et bien sûr les spécialités touristiques du pays. Départ 6h00 Samedi matin dans notre pick-up Nisan piloté (oui je dis bien piloté) par Hasan, un Burundais de Buja qui en plus de notre chauffeur sera notre guide, et garde du corps.

Et c’est parti pour 450km de road trip au travers les collines. Car ce n’est pas pour rien que le Burundi est surnommé le pays des milles collines. En fait à part les villes comme Buja qui bordent la côte du lac Tanganyika, et qui sont déjà à 700m d’altitude, le pays n’est qu’une succession de collines qui taquinent les 2000m. Autant vous dire qu’il vaut mieux avoir les tripes bien accrochées quand Hasan joue à Sébastien Loob sur les pistes escarpées et parsemées de nids de poules, de ravines, de ponts en rondins et de cyclistes Burundais. Ces collines sont tellement omniprésentes qu’elles sont devenues l’unité de division administrative de base : village/hameau->collines->commune->région

Tout commence par la montée depuis Buja, premier choc, la chute de température (1°C/100m on passe de 30 à 20), la vue sur la ville et le lac, la route qui commence et ne s’arrêtera jamais de serpenter sur les coteaux, jalonnée par les bicoques, les minuscules commerces, des tas de briques, de cailloux et de bois à vendre. Tout comme en ville et très loin dans les terres, la route est sillonnée par d’innombrables piétons, et dévalée par des cyclistes fous qui transportent une centaine de kilos de makala (charbon de bois) ou autre marchandise dans des descentes à 30% avec des vélos renforcés  au fer à béton.

Après une escale à Matana pour négocier quelques vanneries nous taillons la route jusqu’à Shanga où nous attaquons la pistes direction les chutes de Karera. A chaque village et même sur la route nous sommes harangués sans interruption par les enfants « Muzungu ! Muzungu ! » Comprenez « homme blanc » en Bantu. Dès que le trafic nous force à ralentir certains s’approchent et nous disent un truc qui se traduit approximativement par « Donnes moi l’argent ». Sitôt un pied à terre les enfants nous entourent, souvent rendu silencieux par la curiosité, l’admiration, la peur… un mélange de sentiments indescriptible suscité par le Muzungu. Parfois un enfant nous touche comme on toucherait une casserole pour vérifier si elle est chaude.

Pour le côté purement touristique, les chutes de Karera sont belles, la faille des Allemands impressionnante, mis à part les photos il est difficile de donner une idée de l’ambiance extraordinaire qui émane de ces lieux. Le souffle, les embruns des chutes, l’atmosphère surréaliste des failles noyées dans la brume mais qui renvoient tous les bruits des flans de collines alentour : mélange de bêlement de chèvres, de cris de babouins et de ceux des enfants qui les chassent des cultures quand ils en jouent pas avec des voiturettes de fortune.

Après 80km de piste, nous nous arrêtons à Rutana pour y passer la nuit. Retour tranquille vers les rives du lac après une pause à la source du Nil. Seconde pause au Blue-Bay hôtel restaurant assez (très) rupin où nous avons croisé pour la première fois du WE d’autre Muzungu que nous, et où nous avons pu déguster un bon poisson grillé. Enfin dernière étape à la pierre Stanley-Livingstone qui marque l’endroit ou le journaliste aurait retrouvé l’explorateur perdu depuis 2 ans, «Dr Livingstone I presume ? »

Lundi 21

Réparation du sable de moulage (sans malaxeur c’est très pénible), mise en place du réfractaire dans le couvercle du four, récupération des creusets au village des Batwa, perte de patience à cause des délais de Métalusa qui nous met en retard… c’est eux qui doivent réaliser toutes les pièces : châssis, hâpe, brancard… sans lesquels le fondeur est bien embêtés pour travailler. Enfin essais positif de prise de température sur du makala qui monte à 750°C, parfait pour fondre de l’alu.

Mercredi 23

Première chauffe du four hier on a commencé piano pour ne pas qu’il se fissure. Réception d’une partie du matériel commandé à Metalusa, fabrication d’autres outils par les techniciens de MAG et premiers cours de moulage.

Jeudi 24

Aujourd’hui grosse journée, la moitié des effectifs au moulage et l’autre à la fusion. Préchauffe du four ce matin ainsi que tests des différents combustibles au podium: médaille de bronze pour la tourbe 800°, argent pour les briquettes de déchets végétaux 900° et évidemment l’or pour le charbon de bois qui monte à plus de 960° à ce stade on a retiré la sonde qui commençait à ne plus trop apprécier la manipe. Tests réalisés avec la ventilation à bloc et sans couvercle sur le four, sonde placée dans le combustible.

Enfin l’événement tant attendu: la FUSION. Cet après midi! Après quelques petits problèmes liés au ventilateur nous arrivons à fondre 2kg d’AU4 (alliage d’aluminium et de cuivre) issus de chargeurs de AK-47. Une brouette de charbon et beaucoup de sueur pendant que les autres s’attaquent à un surmoulage de statuettes burundaises achetées le matin au marché des arts par Jacques. C’est déjà du moulage de haut niveau.

Alphonsine et Isaac sortent le creuset à la happe, Philippe écrème toute les crasses, et il y en avait, ils le placent dans le brancard et c’est la coulée. Ouf, tout s’est bien passé, à peine un petit bouillonnement de l’alu. En fait à cause des crasses qui surnageaient on pensait ne pas avoir fondu or on était bien au-delà de la température de coulée : normalement 720°

Au sujet du four

Pour les amateurs de technique voici quelques détails sur le point d’orgue de tout ce périple : le four. C’est en effet le cœur de la fonderie, c’est lui qui permet le passage du métal de l’état solide à l’état liquide. Rappelons en effet qu’une des définitions de la fonderie est « la mise en forme des matières métalliques grâce à un passage par leurs phases liquides ».

Cahier des charges
  • être capable de fondre la plupart des alliages composant une arme légère de petit calibre.
  • être construit avec et n’utiliser que des ressources locales. A cela deux raisons majeures
    • garantir la pérennité du projet en dépendant le moins possible de variables extérieurs
    • développer une activité économique autour du projet. Le Burundi souffre d’un grand déséquilibre de sa balance financière à cause d’une quantité écrasante d’importations, un des objectifs du projet est de développer une économie locale pour ne pas accentuer ce déséquilibre.
  • être « robuste ». L’expérience montre qu’en Afrique l’entropie a une croissance plus élevée que partout ailleurs. Pour faire simple il faut éviter autant que faire se peut les équipements nécessitant de la maintenance.

La solution retenue est le « four potager ». Pardons, j’ai mal compris ? Non c’est bien ça un four potager. Il s’agit d’une vieille technologie de four abandonnée au début du XXème au profit des fours électriques. Certes ce n’est pas très vendeur ce que je vous raconte là mais vous allez comprendre.

Le Burundi n’a que très peu de ressources énergétiques. Pas de pétrole, pas de gaz, pas de charbon, un réseau électrique (très) instable… Les équipements tels que les éoliennes et les panneaux solaires sont pour l’instant à proscrire car trop onéreux pour notre projet. La force humaine ? Il faudrait plus de 200 hommes à raison de 100W par personne (bon cycliste) pour faire marcher un minuscule four électrique, et puis imaginez la tête d’une installation qui couplerait 200 pédaliers… un peu fantaisiste. La simplicité aurait été un groupe électrogène, sachant que l’essence est au même prix qu’en France pour un salaire moyen 50 fois moindre ! Bref le Burundi nous offre trois combustibles crédibles : la tourbe, les briquettes de déchets végétaux recyclés et le charbon de bois. Avec un gros bémol pour ce dernier car il est la cause d’une déforestation massive du pays. Trois combustibles  solides donc. Le moyen le plus simple de les exploiter : un four potager.

Concept

Four potage

Comment ça marche ? C’est simple. Le four est constitué d’une enceinte circulaire ouverte par le dessus et construite en matériaux réfractaires. Au fond un rétrécissement permet de posé une grille métallique qui délimite la chambre du four (au dessus) et le cendrier (au dessous). Sur la grille est posée une grosse rondelle en terre cuite nommée « fromage » sur lequel vient un récipient fait du même matériau et nommé creuset, lui-même surmonté d’un chapeau terme technique voulant dire couvercle. C’est dans le creuset que s’opère la  fusion : on y dispose des morceaux de métal solide et après la chauffe il s’y transforme en liquide. Entre les parois de la chambre et l’extérieur du creuset on dispose du combustible solide attisé par un courant d’air venant de sous la grille et là où tombent les cendre : le cendrier. Un petit dessin s’impose, c’est une vue en coupe du four avec en plus la grille, le fromage, le creuset, le chapeau et le couvercle

Ce type de four est assez pénible à conduire car il expose les opérateurs à la chaleur rayonnante, aux fumées, aux particules incandescente… à chaque fois qu’il faut recharger le four. De plus le rendement n’est pas des meilleurs. Ceci explique l’abandon de cette technologie au profit du four à arc puis du four à induction ainsi que des fours à combustibles non solides : gaz & fuel.

Pour la petite histoire, les anciens avaient l’habitude d’enterrer genre de four afin de rendre la manutention plus facile et de diminuer les risque lorsque du métal en fusion venait à tomber. Voilà une des explications de l’appellation « potager » : planté en terre comme un légume. Une variante consiste à considéré le creuset comme un légume planté dans le combustible.

Cette solution peut paraitre archaïque, et bien que nous ayons montré que c’était la plus adaptée un argument final fait pencher la balance en sa faveur. Il tient en un mot : optimisation. En effet si la technologie du four potager a été abandonnée il y a un siècle elle a été laissée un stade primaire que la science d’aujourd’hui est susceptible de faire  évoluer. Moult paramètres rentrent en ligne de compte dans le rendement, puisque tout est affaire de rendement. Ces paramètres sont de façon non exhaustive:

  • géométriques: épaisseur de réfractaire, de combustible, rapport des diamètres creuset et chambre, taille du cendrier et des arrivées d’air
  • thermiques: nature des réfractaires, des combustibles, temps et palier de chauffe
  • aérauliques : débit d’air, température des gaz d’entrée et de sortie
  • systémiques : installation d’un échangeur thermique pour récupérer la chaleur des gaz de sortie et la rendre aux gaz d’entrée

Voilà pourquoi un prototype permettant de tester toutes les configurations et de trouver l’optimale est en construction aux Arts et Métiers de Lille

Réalisation

Pour concrétiser le projet sur le terrain (Buja) en parallèle de la phase de recherche (Lille) nous avons construit un premier four en se basant sur les traces de l’existant. Nous avons pour matériau de base du kaolin, une argile très pure et abondante au Burundi, du sable siliceux (qui sert aussi à faire les) aussi facile à trouver et… de l’eau. Comme vous le voyez ça ne semble pas plus compliquer que de faire du pain (je n’ai pas dit du bon pain). Sans rentrer dans trop de détails : le kaolin est sous deux formes : brute et briques cuites ; après c’est simple on maçonne le four en brique avec du mortier fait du mélange des composants susnommés, on enduit l’intérieur à l’aide du même mélange mais dosé différemment, on laisse sécher un week-end, on chauffe gentiment 2 jours et puis c’est parti pour une fusion.

Conduite

C’est ici que les choses se gâtent. Les  fusions au charbon de bois sont plus facile mais c’est une ressource limitée alors on utilise les briquettes ou la tourbe, c’est assez pénible. En effet ces combustibles brulent vite et font beaucoup de cendre, il faut donc passer 2h autour du four à jongler entre trois opérations :

  • piquer : pour aérer et faire tomber la cendre
  • recharger en combustible
  • recharger en métal

Il faut jouer avec un feu capricieux qui à une forte tendance à ne pas être homogène c’est-à-dire qui est plus fort d’un côté que de l’autre ce qui est impérativement à éviter car une différence de température entre deux côtés du creuset engendre un gradient de contraintes internes qui peut a son tour engendrer des fissures voir une rupture…

Conclusion

Bref pour ne rien cacher c’était un peu la découverte au début mais on s’en est pas trop mal tiré puisque l’objectif est atteint. Quelques efforts sont à ménagés en particulier sur la maitrise de la température qui nous a fait défaut lors des premières fusions : un excès de crasses en surface, résidus d’oxydes, de peinture et de combustible tombé dans le creuset ; nous à fait croire à une fusion partielle alors que sous cette couche de scories se cachait du métal à 900°. Le point de fusion est à 650 ce qui fait donc 250° de surchauffe!

Fin du journal de bord

Après la première coulée nous sommes encore resté une journée avec Quentin, puis ce fut pour nous l’heure du retour en France. Philippe est resté une semaine de plus à Buja. Il a pu continuer à transmettre son savoir faire, construire le second four, mener plusieurs coulée dont une série en moules métalliques. La mission s’est terminée par une démonstration de coulée devant les officiels. Malheureusement le projet s’en est tenu là. Bien qu’ayant démontrer la viabilité du concept, nous avons perdu notre chef de projet, Jacques, appelé à rentrer en France peu de temps après la mission. Jacques a été une véritable locomotive et sans son appui sur place le projet a périclité.

Aujourd’hui l’héritage de ce projet se concrétise dans la Fonderie de la Côte. En effet les lignes directrices sont communes:

  • travailler à l’échelle locale
  • travailler durablement
  • faire plutôt que faire faire
  • capitaliser, mutualiser, développé et transmettre le savoir faire

Un autre reportage sur le projet a été écrit par Julie, à l’époque membre du programme MAG Burundi. C’est ici.

La fonderie solidaire a un énorme potentiel car elle permet avec peu de moyen de créer beaucoup. J’espère avoir la chance de collaborer à nouveau sur ce type de projet passionnant, enrichissant.

 

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