Régulation

Actuellement, en industrie, le séchage du bois est conduit selon des programmes établis au préalable basés essentiellement sur des tables de séchage qui préconisent d’augmenter la température de l’air et de diminuer l’humidité relative au fur et à mesure que le bois sèche. Dans le cas du séchage solaire ces programmes ne peuvent pas être utilisés en raison de l’intermittence de la disponibilité de l’énergie. Face à cette difficulté, les conducteurs de séchoirs solaires ont développé chacun leur méthode de régulation. Généralement, celle-ci est appliquée sur le système de ventilation et dans certains cas sur le système d’humidification d’une façon manuelle, semi-automatique ou automatique.

Dans un séchoir de type serre (Figure 1.13), un ventilateur permet la circulation de l’air chauffé par le collecteur à travers la pile du bois. La régulation manuelle de la température et de l’humidité relative de l’air consiste en l’ouverture des trappes d’échange avec l’extérieur lorsque l’air est saturé et en sa fermeture lorsque l’humidité relative est faible. Par ailleurs, la régulation implique la mise en marche ou l’arrêt du ventilateur. Ce mode de régulation semble être facile à appliquer. Cependant, l’extraction non maitrisée de l’air provoque en plus des pertes de chaleur importantes, une augmentation de la durée du procédé. Afin de pallier ces problèmes, d’autres modes de régulations plus sophistiqués ont été proposés dans la littérature.

Figure 1.13.Coupe transversale du séchoir solaire. Les flèches montrent la direction de la circulation d'air (Martinez et al.,1984).

AIvarez Noves et Fernández-Golfin Seco (1990) proposent un système de régulation semi-automatique composé principalement, de servomécanismes pour l’ouverture et la fermeture des trappes contrôlés par une sonde d’humidité relative, d’un humidimètre pour la mesure de la teneur en eau du bois et d’une mesure du différentiel de température de l’air entre l’entrée et la sortie du séchoir. Des commutateurs sont utilisés pour le fonctionnement de la boucle de régulation tandis que la mise en marche et l’arrêt des ventilateurs sont effectués manuellement.

Steinmann (1989) et Steinmann et Vermaas (1990) indiquent qu’un contrôle optimal nécessite uniquement l’ajustement, par ventilation ou par humidification, de la teneur en d’équilibre du bois au cours du séchage. Ils ont développé sur ce principe un système de régulation automatique d’un séchoir solaire. Afin d’éviter les pertes d’énergie, les trappes d’échange avec l’extérieur ne sont ouvertes que lorsque l’humidité à l’extérieur est inférieure à celle dans le séchoir et si la teneur en eau d’équilibre dans le séchoir est supérieure à la teneur en eau souhaitée selon la table de séchage conventionnel.

Dans une autre étude utilisant ce système de contrôle Steinmann (1990) suggère de mettre en marche la ventilation pendant la nuit que lorsque la teneur en eau du bois est au-dessus du psf afin d’augmenter la température dans la chambre de séchage et réduire la consommation énergétique lors de la seconde phase de séchage.

Selon Kavvouras et Skarvelis (1993) la régulation basée sur le contrôle de la ventilation et de l’humidification est insuffisante dans le cas des séchoirs solaires à ventilation forcée ou l’air circule à travers les collecteurs et à travers la pile de bois. Ils proposent un système de régulation qui contrôle en plus de la ventilation et de l’humidification, la circulation de l’air dans le collecteur et à travers la charge de bois. Ce système est basé sur la comparaison entre la teneur en eau du bois et la teneur en eau d’équilibre.

Conclusion du chapitre 1

Le séchage artificiel du bois se déroulant dans une atmosphère régulée en température et humidité relative permet de ramener le bois à la teneur en eau requise pour son utilisation ultérieure. En outre, celui-ci utilise des tables de séchage basées sur des connaissances empiriques permettant d’obtenir un compromis entre la qualité du produit et la durée du cycle.

43 Cependant, les procédés de séchage existants ayant comme sources énergétiques l’électricité, le gaz et le fioul sont couteux en énergie. Pour améliorer l’efficacité énergétique du séchage, une des voies envisageables est de réduire la consommation des énergies conventionnelles au profit d’autres sources d’énergie telles que le solaire ou la récupération de la chaleur d’autres procédés. Néanmoins, l’intermittence de la disponibilité de ces énergies soulève de nombreuses questions: quel est l’effet de la fluctuation des conditions de séchage sur la qualité ? et quelle stratégie de séchage adopter ?

Plusieurs recherches ont été réalisées sur le séchage intermittent. Dans ces études, l’intermittence est soit volontaire soit subie. Dans le premier cas, les chercheurs ont eu recours au séchage intermittent en tant que stratégie susceptible de réduire les contraintes de séchage liées au retrait à travers l’activation du fluage mécanosorptif. Le deuxième cas, c’est le cas de l’utilisation du séchage solaire sans appoint d’énergie.

Pour le séchage intermittent volontaire, en raison de la grande disparité des résultats, les améliorations constatées par rapport au séchage conventionnel ne peuvent pas être rigoureusement prouvées. Quant au séchage solaire, malgré la qualité satisfaisante obtenue, l’utilisation de ce procédé à l’échelle industrielle reste limitée en raison des temps de séchage lents et des difficultés associées à la régulation de ce type de séchoirs.