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Caractérisation des propriétés thermophysiques et cinétiques des bois tropicaux: étude des influences de la température et de la teneur en eau au vue d'optimiser la qualité du bois

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par Merlin SIMO TAGNE
Universite de Lorraine - Rpport de stage post doctoral 2012
  

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Introduction générale

Le séchage du bois est une étape incontournable dans l'industrie bois. Il permet de stabiliser spatialement le bois et conserver les qualités des objets en bois. Ainsi, le séchage favorise la pérennisation des oeuvres en bois et contribue à la gestion optimale des forêts naturelles ou pas (plantations de bois). D'autres avantages peuvent être signalés dans le domaine industriel. Une entreprise qui traite bien son bois, en plus d'être encouragée par les institutions qui militent pour le management des forêts (certaines banques, ONG entre autres), est sollicitée par les clients avisés, ceux-ci devenant de plus en plus nombreux aujourd'hui. N'oublions pas les avantages liés au transport du bois. En effet la facturation du transport du bois est fonction du volume et de la masse. Après l'opération de séchage, la masse importante d'eau qui est évacuée du bois et le phénomène de retrait favorisent la diminution du prix du transport.

Malheureusement, le séchage est un processus très énergétivore et les étapes et conditions de séchage de plusieurs bois tropicaux ne sont pas encore maîtrisées. Pour estimer la durée de séchage des piles de bois tout en assurant leur qualité après le séchage, il faut bien estimer les propriétés thermophysiques de chaque type de bois, car il est démontré que les propriétés anatomiques du bois diffèrent d'une espèce à l'autre et qu'elles influencent les propriétés thermophysiques et mécaniques du bois. Il est aussi démontré que les propriétés thermophysiques et mécaniques du bois sont fonction de la teneur en eau et de la température du bois, en plus, les conditions de croissance de l'arbre ont une influence non négligeable sur les propriétés de son bois. Force est de constater que dans plusieurs modélisations numériques des processus de séchage, des grandeurs thermophysiques et mécaniques du bois sont prises constantes (non dépendantes de la teneur en eau, de la température, de la partie du bois et de son origine géographique) entachant ainsi les estimations numériques d'erreurs qui se manifestent par un écart entre l'expérience et la théorie. La durée de séchage est alors mal estimée et la qualité finale du bois recherchée n'est pas assurée.

Ce stage d'une durée de quatre mois nous a permis d'étudier les influences de la température et de la teneur en eau sur les grandeurs thermophysiques (densité, retrait, cinétique de séchage, coefficient de diffusion, perméabilité gazeuse, isothermes de désorption) des bois tropicaux venus du Cameroun, donc issus des forêts naturelles. Les espèces de bois choisies sont : Ayous (Triplochiton Scleroxylon), Sapelli (Entandrophragma Cylindricum), Lotofa (Sterculia Rhinopetala) et Fraké(Terminalia Superba). Ces bois sont fort demandés sur le marché et leur durée de séchage sont importantes (Sapelli, Lotofa), surtout lorsqu'on veut réduire les pertes induites par l'opération. Pour maîtriser le comportement du bois afin d'améliorer la durée de séchage sans toutefois avoir une influence négative sur sa qualité, la connaissance des propriétés thermophysiques de chaque type de bois est incontournable. Les échantillons utilisés dans ce rapport sont issus des arbres arrivés à maturité.

Nous commencerons ce rapport par présenter brièvement l'ENSTIB, école qui abrite le laboratoire de recherche où nous avons effectué toutes nos manipulations. Ensuite, nous présenterons le matériel expérimental utilisé et les résultats suivis de leurs discussions. Enfin, les activités autres que celles qui sont à l'origine de mon déplacement et dont j'ai assisté attireront notre attention.

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