CHAPITRE 1 : REVUE DE LITTERATURE
1.8 Les panneaux de particules conventionnelles (ou particules de bois)
On fait allusion aux panneaux de particules dans ce sous paragraphe parce que la fabrication de panneaux d’écorce s’appuie sur les mêmes méthodes utilisées dans la fabrication de panneaux de particules conventionnelles à trois couches. Les panneaux de particules conventionnelles à trois couches présentent deux couches couvrantes dénommées (CC) ayant des surfaces bien compactes et lisses sur lesquelles peuvent être collés la mélamine ou le placage. Les particules du bois utilisées dans ces couches couvrantes sont très fines pour maintenir la texture des surfaces des panneaux la plus fine possible et leur rugosité la plus basse possible. Dans les normes, l’épaisseur des particules destinées à être
utilisées dans les couches couvrantes doit être inférieure à 0,25 mm. La somme des surfaces de ces particules est plus grande ce qui explique la grande quantité de liant utilisée pour leur encollage en vue d’atteindre les valeurs requises des résistances de flexion et de traction (Deppe et Ernst, 2000). Dans la couche médiane dénommée (CM) d’un panneau de particules à trois couches, on utilise des particules grossières qui représentent la charpente stabilisante du panneau; la géométrie et la forme de ces particules y sont déterminantes. L’idéal est l’utilisation de particules longues et pleines. Pour avoir les résistances optimales à la flexion et à la traction, le coefficient d’élancement défini comme étant le rapport de la longueur de la particule sur sa largeur doit être compris entre 100 et 200 (Deppe et Ernst,
2000). Dans un panneau de particules à trois couches, les couches couvrantes influencent
particulièrement la résistance à la flexion (module de rupture) alors que la couche médiane influence plus la résistance à la traction perpendiculaire (cohésion interne). Selon les épaisseurs cibles des panneaux de particules, la proportion en masse des particules des couches couvrantes est entre 20% et 40% de la masse totale du panneau afin de fabriquer un panneau présentant des excellentes qualités de surface. Dans le cadre de la fabrication de panneaux d’écorces le même principe sera utilisé. La masse volumique du panneau de particules à trois couches se situe entre 500 kg/m3 et 750 kg/m3 et elle présente une répartition caractéristique le long de l’épaisseur du panneau. Dans les couches couvrantes la valeur de la masse volumique est la plus élevée et se situe entre 700 kg/m3 et 1200 kg/m3. Cette valeur de masse volumique diminue dans la couche médiane et se situe à ce niveau entre 400 kg/m3 et 600 kg/m3. Les travaux antérieurs ont montré que ces valeurs sont difficiles à atteindre avec les panneaux d’écorces. Le profil de masse volumique d’un panneau de particules est influencé par une modification des paramètres de fabrication. Il en est de même pour les panneaux d’écorces. Le taux de compression qui est le rapport de l’épaisseur de l’ébauche sur l’épaisseur du panneau pressé est un paramètre très important pour savoir si l’ébauche ainsi formée sera bien compressible ou non. L’idéal serait d’avoir à fabriquer les panneaux ayant un taux de compression élevé afin de les rendre plus compressible dans le but d’améliorer leurs propriétés mécaniques. La rigidité de la couche couvrante et celle du domaine directement en bordure dans la couche médiane sont d’une importance capitale pour le MOR (Deppe et Ernst, 2000). L’épaisseur de la particule et son degré de minceur n’ont aucune influence sur le gonflement en épaisseur (Rackwitz, 1963).
Toutefois, la couche médiane des panneaux paraît nettement plus compacte que les particules grossières prises individuellement parce qu’elle présente moins de volume poreux, ce qui fait que l’absorption d’eau soit moindre. Ceci a aussi une influence sur le gonflement en épaisseur (Jossifov, 1989). Une diminution de l’épaisseur du panneau conduit aussi tendanciellement à un faible gonflement en épaisseur et une faible absorption d’eau (Jossifov, 1989).
1.8.1 Séchage des particules, addition de la résine et de la cire tels
qu’exigés dans les industries de fabrication de panneaux de particules
Le séchage des particules est une étape critique dans le processus de fabrication de panneaux. La matière première n’arrive pas à l’usine avec une humidité assez basse pour être directement utilisée. En effet, à leur arrivée en industrie leur teneur en humidité est estimée entre 10% et 200%. Afin d’être utilisées avec la résine liquide les particules doivent être séchées jusqu’à ce que leur humidité soit entre 2% et 7% (Youngquist, 1999), sauf pour les panneaux MDF. Le taux d’humidité des particules est d’une importance particulière pendant les opérations de pressage à chaud. C’est ainsi qu’il faut savoir sélectionner les séchoirs appropriés ainsi que l’équipement de contrôle. La teneur en humidité des particules à atteindre lors du séchage dépend sous quelle forme la résine sera ajoutée : Si elle est ajoutée à sec, sous forme d’une solution ou d’une émulsion. La teneur en humidité des particules à la sortie des séchoirs est de l’ordre 4% à 8% (Youngquist,1999).
En ce qui concerne l’addition de la résine et de la cire, la résine la plus fréquente dans la fabrication de panneaux des particules est l’UF. Les autres résines comme la PF, la MUF et l’isocyanate sont parfois utilisées. Le type de résine utilisé est fonction du type de produit souhaité. Sur la base de la masse anhydre des solides de la résine et de la masse anhydre des particules, la teneur en résine est comprise entre 4% et 10% mais le plus souvent entre 6 et 9% pour la résine UF. La teneur en résine des couches couvrantes est généralement légèrement plus élevée que celle de la couche médiane. La résine UF est généralement introduite dans la solution d’eau contenant à peu près 50% à 65% de solides. En plus de la résine, la cire est ajoutée pour améliorer la résistance à l’humidité à court terme. Elle a
aussi un effet lubrifiant. La quantité de la cire à ajouter varie entre 0,3% et 1% basée sur la masse anhydre des particules. Dans les panneaux de particules à trois couches, le pourcentage de la résine dans les couches couvrantes est en général plus élevé que dans la couche médiane. [On estime que la teneur en résine est de 8 à 15% dans les couches couvrantes et de 4 à 8% dans la couche médiane) (Youngquist, 1999)].