Choix des matières premières et des conditions de collage

3.1.1.1 Choix des essences de bois

L’hétérogénéité de la forêt guyanaise et le nombre important d’espèces ligneuses recensées

localement offrent un large panel d’essences de bois susceptibles d’être étudiées pour le projet.

Compte tenu du temps imparti et de l’échantillonnage nécessaire pour les tests requis lors de la

conception, seuls une dizaine de bois peuvent être sélectionnés. Pour ce faire, il a été primordial de

trier les essences en fonction de certains critères tenant compte des contraintes industrielles, de

résistance et de durabilité,[11], à partir de l’étude bibliographique.

Du fait de la dimension industrielle de ce projet, le premier critère de sélection fût la disponibilité

de la ressource en bois exploitables répertoriée par les inventaires forestiers de l’Office National des

Forêts. En effet, afin d’alimenter une ligne de production, une certaine quantité de matière première

est nécessaire pour qu’un tel investissement soit rentable. Concernant la fabrication de

lamellé-collé, le plus petit outil de production actuellement sur le marché requiert un volume de 2000 m³/an

de produits finis pour ne pas être en sous-production (pénalisant pour une industrie). Compte tenu

des rendements des scieries, des déchets bois lors de sa transformation…, un volume de 2000 m³/an

finis représente près de 4500 m³/an de grumes, ce qui a constitué le premier filtre de la sélection

afin d’envisager un approvisionnement pérenne pour le futur.

65

Les autres critères de sélection des essences de bois résultent d’une compilation des préconisations

rédigées dans des guides de collage du bois ainsi que dans des articles scientifiques. Celles-ci

concernent principalement deux paramètres fondamentaux du bois : la densité ainsi que la

rétractibilité.

Le premier paramètre concerne la densité du bois, influençant grandement la résistance mécanique

du produit et l’aptitude au collage des bois. En effet, une essence ligneuse dont la densité est

supérieure à 1 présente plus de contraintes au collage que des bois de densité plus faible. Pour ce

faire, tous les matériaux sélectionnés possèdent une densité moyenne inférieure à cette limite de 1,

évitant donc des contraintes trop fortes lors du collage de bois durs.

Les deux critères de sélection suivants concernent les retraits du bois. Ainsi, le retrait volumique

total moyen (R

B

) doit être inférieur à 15%, évitant de retenir des bois trop nerveux engendrant des

problèmes au séchage (gerces, fentes, vrillage…) ainsi que sur leur capacité de collage. De même,

une anisotropie du bois R

t

/R

r

trop élevée engendre des problèmes de cisaillement dans les plans de

collage lors de la constitution d’un produit lamellé en conditions industrielles. Pour cela un rapport

inférieur à 2.2 entre le retrait tangentiel et le retrait radial de chaque essence a été utilisé pour filtrer

les bois susceptibles d’être collés.

D’autres paramètres, secondaires, ont été utilisés pour la sélection concernant la résistance

mécanique du bois ainsi que sa qualité intrinsèque. Les espèces ligneuses ont donc subi une

sélection sur leur module d’élasticité longitudinal et sur la présence de contrefil.

E

L

> 10000 MPa (Valeur du module d’élasticité longitudinal de l’Epicéa communément

utilisé pour la fabrication de poutres en bois lamellé-collé).

Contrefil peu marqué (présentant un angle de fil <10°) influençant énormément le vrillage

des sciages et augmentant les déformations liées à l’anisotropie de la rétractibilité du bois.

En partant des bases de données existantes, et avec l’application des différents critères cités

ci-dessus, onze essences répondent à ces critères (voir tableau 6). Parmi elles, trois seront retenues (Q.

rosea, P. venosa et D. guianensis représentés en gras dans le tableau 6) car elles offrent une rapidité

d’approvisionnement par les scieurs. De plus, ces bois sont déjà bien connus par les exploitants

forestiers et sont déjà classés mécaniquement en vue de la réglementation sur le marquage CE ainsi

que sur l’obtention de la certification européenne pour la mise sur le marché de lamellé-collé

structurel.

66

Tableau 6: Liste des essences sélectionnées pour le projet et leurs caractéristiques.

Nom Latin ^Nom

Vernaculaire ^{D12 RB Rt Rr Rt/Rr Rcham Rter Impr CE Rpot}

Eriotheca crassa Maho Coton 0,58 13,13 8,43 4,70 1,79 5 S 1 1 7757

Erisma uncinatum Jaboty 0,59 14,30 9,73 4,74 2,05 3 S 2 2 7322

Couratari spp Mahot Cigare 0,62 12,56 7,44 4,76 1,56 5 S 1 1 18165

Inga Alba Bougouni 0,66 12,90 6,90 3,40 2,03 4 S 3 1 4683

Terminalia spp Anangossi 0,67 15,00 10,87 4,77 2,28 3 M 3 2 8381

Qualea Rosea &

Ruizterania albiflora ^{Gonfolo 0,70 14,44 9,74 5,80 1,68 3 S 2 2 10485}

Micropholis spp Balata Blanc 0,75 13,79 7,88 4,84 1,63 4 D 2 1 30647

Pseudopiptadenia spp Alimiao 0,79 12,04 6,94 4,66 1,49 3 M 3 2 12097

Dicorynia guianensis Angélique 0,79 13,50 8,24 5,13 1,61 2 M 3 3 161063 Peltogyne venosa Amarante 0,84 11,47 6,80 4,83 1,41 3 D 3 3 5189

Goupia glabra Goupi 0,84 13,63 8,28 4,25 1,95 3 D 2 2 18419

Avec :

D

₁₂

: Densité moyenne à 12% d’humidité

R

_B

: Retrait volumique total moyen (en %)

R

_t

: Retrait tangentiel total moyen (en %)

R

_r

: Retrait radial total moyen (en %)

R

_t

/R

_r

: Anisotropie moyenne

R

_cham

: Résistance naturelle aux champignons

R

_ter

: Résistance naturelle aux termites (cf. § 1.2.3)

Impr : Imprégnabilité des bois (cf. § 1.2.3)

CE : Classe d’Emploi couverte sans traitement

R

pot

: Ressource potentielle par an (en m³)

3.1.1.2 Choix des adhésifs

Le choix des colles pour la réalisation de ce projet fût moins complexe que celui des essences de

bois. Dans un premier lieu, la sélection des adhésifs s’est faite sur des produits du commerce actuel.

De plus, et afin de respecter les normes européennes, seul deux types de colles sont acceptés pour la

création de lamellé-collé à destination de la construction. Ces deux colles sont la

Mélamine-Urée-Formol et la Phénol- Résorcinol- Formaldéhyde (décrites § 1.3.2.1), dont les principales propriétés

sont rappelées dans le tableau 7.

67

Tableau 7 Avantages et inconvénients des adhésifs choisis pour l’étude

MUF PRF

Avantages Inconvénients Avantages Inconvénients

Résistante à l’humidité ^{Sensible aux}

températures élevées. Résistante à l’humidité et aux températures élevées Prix Bonne résistance mécanique Mélange collant sensible aux variations

de dosage

Mélange collant flexible aux erreurs de dosage

Réglementations de plus en plus strictes sur

l’émission de

formaldéhyde

Prix ^{Sensible aux}

intempéries Bonne résistance mécanique Circuit de refroidissement nécessaire pour l’encolleuse (réaction exothermique)

D’après les résultats bibliographiques (cf. § 1.4.2.) sur des études de fabrication de lamellé-collé en

bois exotique, il apparaît que la résorcine soit la colle la plus adaptée pour une utilisation en climat

tropical. Malgré cette aptitude, illustrée durant les dernières décennies, l’évolution technologique et

les recherches menées par les fabricants de colle ont permis l’évolution de certains adhésifs comme

la MUF. De ce fait, cette colle a elle aussi été étudiée en changeant ses paramètres d’application.

3.1.1.3 Détermination des paramètres de collage

étudiés

Basé sur les préconisations des fabricants d’adhésif, les paramètres de collage à étudier ont été

déterminés en fonction du contexte du sujet (bois difficile à coller et collage en climat tropical). En

effet, pour une rentabilité économique à la mise en place d’une ligne de production, toutes les

étapes de collage se font en climat ambiant, c'est-à-dire en extérieur abrité. De ce fait, l’hygrométrie

et la température d’ambiance de collage ne sont pas maitrisées, tout comme celles des bois prêts à

être encollés. L’étude s’est donc portée sur 3 paramètres interdépendants agissant sur l’état du joint

obtenu: Le grammage de la colle, le temps d’assemblage fermé, et la pression de serrage.

Le grammage est le paramètre réglant la viscosité de la colle à appliquer sur les surfaces à

assembler. Ce paramètre régule l’étalement de la colle ainsi que la quantité escomptée.

Notons par ailleurs que le grammage dépend de la part de durcisseur que l’on mélange à

l’adhésif.

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Le temps d’assemblage fermé représente le temps écoulé entre l’assemblage de la première

lame encollée et la mise sous pression de la poutre. Ce temps est nécessaire pour laisser la

colle pénétrer dans le bois et pré-polymériser avant le serrage.

La pression traduit la force appliquée lors du serrage des lames.

Les grammages utilisés pour cette étude sont considérés pour un encollage double face des lames,

préconisation issue de la recherche bibliographique. Ils sont présentés dans le tableau 8.

Tableau 8: Paramètres de collage étudiés

Dans le document Étude de faisabilité de lamellé-collé endémique en Guyane française (Page 64-68)