4 Résultats et discussions

III-4-1 Humidité du bois, température moyenne et humidité absolue de l’air à l’intérieur du séchoir.

Nous nous intéressons dans cette partie au séchage d'un volume de bois égal à 1,5 m3 de thuya d'épaisseur e = 27 mm et de masse volumique anhydre ρ0 = 520 kg.m-3. Le but essentiel de cette étude théorique est de déterminer la courbe de perte de masse du thuya à partir d'une humidité initiale égale à 35% jusqu'à une humidité finale égale à 15%, qui est l'humidité d'équilibre moyenne à Rabat. Pour des conditions moyennes de température et d'humidité relative de l'air extérieur, cette humidité d'équilibre est comprise entre 14 et 17% durant toute l'année [6].

Fig.III.1: Evolution de l‟humidité du bois

La courbe de la figure III.1 donne l‟évolution de l‟humidité du bois dans le séchoir. On remarque que pour passer de 35% à 15% d‟humidité, une période de 420 heures est nécessaire. Le temps 0 du séchage correspond à 6h du matin, heure locale à Rabat.

Fig.III.2: La variation de la température à l‟intérieur du séchoir

La courbe de la figure III.2 donne l‟évolution de la température moyenne à l‟intérieur du séchoir durant la période de séchage. Il ressort de cette courbe que l‟évolution de Ti suit

celle du rayonnement solaire reçu par les différentes faces vitrées du séchoir (Chapitre II). Les températures minimales moyennes du séchoir ne descendent jamais en dessous de 20°C, leurs

valeurs oscillent entre 22 et 25°C. Les températures maximales quant à elles varient entre 50 et 70°C. L‟écart de température entre le jour et la nuit est important et il dépasse 30°C.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 48 96 144 192 240 288 336 384 432 Temps, h W s , k g /k g

Fig.III.3: Variation de l‟humidité absolue (kg/m3) à l‟intérieur du séchoir

La courbe de la figure III.3 représente la variation de l‟humidité absolue de l‟air à l‟intérieur du séchoir. On remarque qu‟au début de séchage les valeurs de Ws sont élevées et

atteignent 0,8 kg/kg. Ces valeurs ont tendance à diminuer avec l‟avancement du séchage pour ne pas dépasser à la fin du séchage 0,03kg/kg du fait de la diminution de l‟humidité venant du bois. De la même figure il ressort que Ws baisse quotidiennement lorsqu‟on procède à

l‟ouverture du séchoir jusqu‟à égaler l‟humidité de l‟air extérieur dont la valeur moyenne est de l‟ordre de 0,01kg/kg.

III-4-2 Comparaison avec l’expérience

Pour établir une comparaison entre les résultats de la simulation et les résultats obtenus expérimentalement par Youssfi [3], nous avons introduit dans le programme de simulation développé les données relatives à l‟expérience qui a eu lieu en juin 1997 à Casablanca, ville côtière proche de Rabat et dont les conditions climatiques sont semblables à celles de Rabat.

La figure III.4 donne les courbes théorique et expérimentale relatives au séchage du pin maritime de 27 mm d‟épaisseur dans un séchoir solaire à effet direct.

La comparaison entre les deux courbes montre d‟une part l‟existence d‟un écart qui peut aller jusqu‟à 20% et d‟autre part, au-delà du 14ème

jour de séchage, la courbe théorique tend asymptotiquement vers l‟humidité d‟équilibre fixée à priori à 15% alors que la courbe expérimentale continue à baisser.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Temps,jour X ,% Expérience Théorie

Fig.III.4: Courbes théorique et expérimentale relatives à l‟expérience de Casablanca

III-4-3 Effets du vitrage et de l’épaisseur du bois sur la durée de séchage

Malgré l‟écart existant entre la courbe théorique et expérimentale nous avons cherché à étudier l‟effet du vitrage et de l‟épaisseur du bois sur la durée de séchage.

La figure III.5 représente la variation de l‟humidité du bois pour les configurations suivantes : simple vitrage, double vitrage et simple vitrage avec des feuilles de polyéthylène.

0 10 20 30 40 0 48 96 144 192 240 288 336 384 432 480 Temps,h X ,% ) simple vitrage double vitrage simple vitrage + polyéthylène

On remarque que le temps de séchage diminue de 50% quand on remplace un simple vitrage par un double vitrage. Ceci est dû à la réduction des pertes thermiques à travers le vitrage résultant de la diminution du coefficient de transmission de chaleur Kv de 6 à

3,15W/m2/K. Quant à la configuration simple vitrage avec feuilles de polyéthylène dont le coefficient de transmission de chaleur Kv est égal à 4W/m2/K, elle permet une réduction du

temps de séchage de 40%. Taylor et al. [46] ont trouvé qu‟avec cette dernière configuration le coût du séchoir augmente de 3% seulement comparé au double vitrage qui nécessite une augmentation du coût de 25%. On en déduit que pour minimiser les pertes à travers les vitres et pour ne pas trop alourdir le coût du séchoir par l‟ajout d‟autres vitres, il suffit de couvrir la face interne du simple vitrage par des feuilles de polyéthylène.

0 10 20 30 40 0 48 96 144 192 240 288 336 384 432 480 528 576 624 672 Temps,h X , % 27mm 54mm

Fig.III.6 : Courbes de séchage de thuya de 27 et 54 mm d‟épaisseur

L‟étude de l‟influence de l‟épaisseur du bois sur la durée de séchage est représentée dans la figure III.6. On remarque que le séchage du thuya de 27 mm d‟épaisseur est plus rapide que celui de 54 mm, c'est-à-dire que la durée de séchage augmente avec l‟épaisseur du bois. Ce résultat montre un bon accord avec ce qui a été déterminé expérimentalement par Yousfi [3] pour le séchage de pin maritime de 27 et 54 mm d‟épaisseur.

III-5 Conclusion

Considérant une seule température moyenne du séchoir, cette première approche de la modélisation nous a permis de préciser les évolutions de l‟humidité du bois, de la température et de l‟humidité à l‟intérieur du séchoir. Cependant, une différence non négligeable a été enregistrée entre la courbe théorique et expérimentale du séchage avec un écart relatif qui peut atteindre 20%. En effet, l‟hypothèse d‟une humidité d‟équilibre du bois (X*) constante et fixée à priori est loin de ce qui se passe dans la pratique du séchage où X* varie continuellement en fonction de la température et de l‟humidité relative de l‟air de séchage.

En tenant compte de cette dernière remarque et de la différence des températures des éléments du séchoir, nous développons dans le chapitre suivant une deuxième approche.