Conduite de séchage

La conduite de séchage consiste à ajuster la température et l’humidité de l’air tout au long des étapes du cycle de séchage. Ces conditions de température et d’humidité sont contrôlées à l’aide de capteurs placés dans l’écoulement d’air. La progression du séchage est quant à elle surveillée à l’aide de capteurs (humidité ou température) placés dans des planches témoins disposées dans le séchoir ou à l’aide d’un peson permettant de suivre l’humidité moyenne de la charge de bois.

Dans le passé, la conduite du séchage était manuelle. Avec l’évolution des techniques et des exigences du marché, la conduite entièrement manuelle a été automatisée. Actuellement, la conduite du séchoir est soit semi-automatique ou automatique. Dans le premier cas, l’opérateur intervient afin de changer les consignes d’humidité et de température au fur et à mesure de la progression du séchage. Dans le deuxième cas, le cycle de séchage peut-être programmé de sorte que les consignes de température et d’humidité soient ajustées automatiquement au cours de ce cycle. L’évolution de celui-ci est contrôlée soit par le temps soit par la mesure de l’humidité du bois. Il est cependant fortement recommandé d’effectuer un contrôle régulier, de l’ordre d’une à deux fois par jour, d’une part pour s’assurer du bon fonctionnement des capteurs et, d’autre part, pour ajuster éventuellement les paramètres en cours de séchage.

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27 Ci-après nous décrivons les différentes étapes du cycle de séchage ainsi que l’instrumentation utilisée pour le suivi de ce processus.

1.2.2.1 Les différentes périodes du cycle de séchage

L’opération de séchage peut se décomposer en cinq phases :

 la montée en température : pendant laquelle la température de l’air est ramenée jusqu’à la valeur souhaitée pour le début de la phase de séchage. Afin d’éviter le risque d'apparition des fentes en surface du bois, l’humidité relative de l’air doit être maintenue à une valeur suffisamment élevée,

 le réchauffage : en l’absence de gradient d’humidité dans le bois, l’eau circule des zones chaudes vers les zones froides s’opposant ainsi à la circulation de l’eau des zones internes vers la surface. Il est donc indispensable, avant que le séchage proprement dit commence, que le bois soit réchauffé dans toute sa masse. Cette phase doit être effectuée en atmosphère très humide,

 séchage : permet d’abaisser la teneur en eau du bois jusqu’à la teneur en eau finale désirée. Il est réalisé en se basant sur les tables de séchage (Figure 1.8) qui donnent, pour chaque essence et épaisseur, les conditions de l’air à utiliser en fonction de l’humidité du bois. Ces tables, basées sur des connaissances empiriques, permettent d’obtenir la durée du séchage la plus courte possible tout en préservant la qualité du bois séché (Aléon, 2012).

Figure 1.8. Exemple de table de séchage (pour le hêtre) (Aléon et al., 2001).

 équilibrage : en fin de séchage, l’humidité à cœur est plus importante que l’humidité en surface. Cette phase a donc pour but d’équilibrer le taux d’humidité dans l’épaisseur du bois. L’équilibrage permet également de diminuer les contraintes mécaniques résiduelles.

 refroidissement : suite à l’équilibrage, le bois doit subir un refroidissement progressif avant d’être sorti du séchoir et ce afin d’éviter un choc thermique qui pourrait provoquer des fentes en surface.

1.2.2.2 L’instrumentation dédiée au suivi du séchage

Comme le cycle de séchage est conduit selon l’humidité moyenne du bois, il est indispensable à tout moment de pouvoir mesurer celle-ci avec précision. Les méthodes les plus utilisées en industrie pour mesurer l’humidité du bois sont la méthode par double pesée et la méthode

électrique. La première méthode, malgré sa grande précision, est limitée par sa lenteur et par la difficulté de son utilisation en continu pour le suivi du séchage. Quant à la méthode électrique, elle consiste à mesurer la résistance électrique du bois, dont le logarithme varie linéairement avec la teneur en eau dans le domaine hygroscopique. La mesure est effectuée en enfonçant dans les témoins de sciages (généralement six à huit sciages témoins), perpendiculairement au fil du bois, un couple d’électrodes à la profondeur à laquelle on souhaite connaitre l’humidité. Cette mesure, déterminante pour la conduite du cycle de séchage, dépend du choix des témoins de séchage et de la profondeur de pénétration des électrodes.

Selon Aléon et al. (2012) les témoins de séchage doivent renfermer des échantillons parmi les plus humides afin de diminuer le risque de dégradation mais aussi des échantillons parmi les plus secs pour bien préciser le moment auquel l’humidité cible de l’ensemble du chargement du bois sera atteinte. Parmi les échantillons les plus humides, Aléon indique qu’il est nécessaire de choisir certains témoins débités sur quartier et d’autres comportant de l’aubier vu que l’humidité des zones aubieuses peut rester pendant un temps long sensiblement plus élevée que celles des sciages débités dans le duramen.

Pour obtenir l’humidité moyenne du bois, les électrodes de l’humidimètre doivent être enfoncées entre le 1/3 et le 1/5 de l’épaisseur (1/5 si les électrodes sont isolés et 1/3 s’ils ne le sont pas). Il est possible de piloter le séchage selon l’humidité mesurée à cœur. Ceci permet d’obtenir une qualité de séchage particulièrement bonne, cependant, la durée du séchage est plus longue qu’une conduite de séchage selon l’humidité moyenne du bois (Aléon et al., 2001).

En plus de la teneur en humidité du bois, le contrôle des contraintes est indispensable pour un séchage de bonne qualité.

Tel que nous l’avons mentionné dans le paragraphe 1.1.3.2, plusieurs techniques ont été développées dans le but d’estimer les contraintes internes auxquelles le bois peut être soumis durant le procédé de séchage. En pratique, la méthode des éprouvettes en fourche est généralement utilisée pour visualiser ces contraintes. Il s’agit d’un contrôle destructif qui consiste à relâcher une partie des contraintes en découpant dans une planche, à différents moments du séchage, une section transversale (dans le sens des fibres) d’environ 1cm d’épaisseur. Ensuite, plusieurs traits de scie sont effectués sur les trois-quarts de la longueur de cette section (dans le sens de la largeur de la planche originale) pour obtenir une fourche. En début de séchage, la périphérie est sous tension et le cœur sous compression. Ce gradient de contraintes provoque une courbure des lamelles externes vers l’extérieur et les lamelles internes restent droites. Après inversion des contraintes, en fin du séchage, les lamelles se recourbent vers l’intérieur.

Etant donné qu’un des buts de cette thèse est d’étudier l’effet de l’intermittence des conditions de séchage sur la qualité du séchage, ci-après nous allons nous intéresser au séchage intermittent sous ses différentes formes.

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