Procédés de séchage du bois adaptés à l’utilisation d’énergies intermittentes

International audienceContexte scientifique et objectifs Le séchage du bois d'oeuvre est un procédé couteux en énergie. La réduction de la facture énergétique est un objectif prégnant. L'utilisation des énergies intermittentes à faible contenu exergétique (rejets d'eaux de refroidissement des centrales électriques, énergie solaire, énergie éolienne…) ou l'insertion du procédé dans un réseau de distribution d'électricité « intelligent » (smart grid) sont des voies envisagées. Cependant l'intermittence de l'apport énergétique ne permet pas d'appliquer les conduites de séchage généralement utilisées dans les industries du bois qui préconisent une augmentation de la température au cours du cycle de séchage. En outre, le faible contenu exergétique conduit à réaliser un séchage à basse température, alors que celui-ci est lent et la qualité du produit fini est plus difficile à obtenir par rapport à un séchage à moyenne température (55 °C – 85 °C) où les propriétés viscoélastiques du bois sont plus fortement activées. Le présent travail a pour objectif de contribuer au développement d'une régulation « intelligente » pour le procédé de séchage du bois d'oeuvre. Celle-ci permettra par exemple d'appliquer les conditions de séchage optimales selon les priorités des industriels en matière de coût, durée de séchage, qualité, consommation énergétique. La régulation utilisera le code TransPore, un outil numérique développé par Patrick Perré (LGPM-ECP) (Perré et Degiovanni, 1990). Le choix des conditions optimales nécessitera 3 étapes : (i) vérifier en cours de cycle le caractère prédictif du modèle numérique, (ii) éventuellement réajuster certaines grandeurs physiques en entrée, (iii) calculer les conditions de séchage (humidité relative, vitesse de l'air) optimales (durée/qualité) selon l'apport énergétique disponible à l'instant considéré et anticiper son évolution. Ce travail présente des essais qui ont été réalisé pour dans un premier temps valider ou améliorer la prédiction des contraintes de séchage par le code. Essais de séchage Nous avons réalisé des essais expérimentaux de séchage sur des échantillons de chêne en conduite constante et oscillante. Dans un séchage classique, la température sèche de l'air augmente progressivement, et inversement, l'humidité relative de l'air diminue progressivement. La conduite oscillante consiste à faire osciller la teneur en eau d'équilibre du bois au lieu de la maintenir constante. Des configurations particulières de séchage ont été retenues : le séchage dissymétrique (flying wood) (Fig.1a) et le séchage sous charge (flexion trois points) (Fig.1b), afin de révéler à travers la courbure de l'échantillon l'état des contraintes internes. Ces essais ont pour but d'améliorer les prédictions du modèle mécanique du code TransPore. Différentes formulations proposées dans la littérature pour les propriétés différées du matériau (mécanosorption, viscoélasticité) seront implémentées dans le code puis validées par confrontation avec ces essais