Les bois modifiés thermiquement

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1 Les bois modifiés thermiquement Carl Tremblay, chercheur Produits à valeur ajoutée Division de l'est

2 Introduction Bois modifié thermiquement : Bois chauffé entre 160 et 245oC (320 et 473oF) sous atmosphère contrôlée pauvre en oxygène.

3 Introduction Modifications chimiques de la structure du bois en cours de traitement : Dégradation des hémicelluloses qui possèdent des propriétés hydrophiles. Réticulation des lignines signifiant la formation de liaisons chimiques entre les molécules. Ces modifications interviennent sur les propriétés physiques et mécaniques du bois. Paroi cellulaire d d une fibre de bois

4 Propriétés du bois modifié thermiquement Détermination des propriétés du bois de pin gris modifié thermiquement à 190oC, 212oC et 230oC. Propriétés mesurées : Couleur du bois Résistance à l abrasion Mesures de gonflement et retrait Résistance à la dégradation fongique Résistance à l impact MOE, MOR Dureté Janka

5 Propriétés du bois modifié thermiquement Four utilisé pour la modification thermique du pin gris: procédé ThermoWood, manufacturier finlandais Valutec, capacité 0,5 m3, propriété de Ohlin ThermoTech, Jonquière, Québec.

6 Couleur du bois de pin gris modifié thermiquement Non-modifié 190oC 212oC 230oC L* a* b*

7 Retrait tangentiel 6,0 Retrait à 12% TH 5,0 Retrait tangentiel (%) Retrait maximal 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 non modifié Température (oc) 230

8 Résistance à la dégradation fongique 70 Perte de masse (%) 60 non modifié 190C 212C 230C C. versicolor G. trabeum I. lacteus Champignons P. placenta

9 Dureté Janka 3,0 2,5 Force (kn) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Pin Gris non modifié 190C 212C Température 230C

10 Résistance à l abrasion 2,5 Perte de masse (g) 2 1,5 1 0,5 0 non modifié Température (oc) 230

11 Résistance à l impact Hauteur moyenne de la masse de 22,7 kg (cm) non modifié Température (oc) 230

12 MOE MOE (MPa) non modifié Température (oc) 230

13 MOR MOR (MPa) non modifié Température (oc) 230

14 Propriétés du bois modifié thermiquement Détermination des propriétés du bois de tremble modifié thermiquement à 185oC, 200oC et 215oC. Four utilisé pour la modification thermique du tremble: procédé ThermoWood, manufacturier finlandais TekmaHeat, capacité 1 m3, propriété Laboratoire des Technologies de l Énergie, Hydro-Québec, Shawinigan, Québec.

15 Avantages et inconvénients Avantages : Amélioration de la stabilité dimensionnelle. Meilleure résistance à la dégradation fongique. Nouvelle coloration en fonction de la température de traitement. Pas de réduction significative du MOE et de la dureté. Inconvénients : Réduction de la résistance à l abrasion. Réduction de la résistance à l impact et du MOR. Vieillissement du matériau aux rayons UV.

16 Procédés de modification thermique : Perdure Procédé breveté en France en 1995 par la société BCI, 1er four industriel en PCI Industries inc. au Québec depuis Source d énergie: gaz naturel. Atmosphère: gaz recyclés et brûlés. Capacité de 3 à 8 Mpmp. Temps de traitement : 7 à 16 h. Deux fours au Québec.

17 Procédés de modification thermique : mec torréfaction Procédé offert par le manufacturier de séchoirs à bois mec filiale mec torréfaction. Source d énergie: électricité. Atmosphère: vapeur surchauffée. Capacité de 2 à 3,5 Mpmp. Temps de traitement : 6 à 10 h. Deux fours au Québec.

18 Procédés de modification thermique : ThermoWood Procédé développé par le VTT en Finlande au cours des années 90. Fours industriels disponibles depuis Trois manufacturiers: Valutec, Stellac et Tekmaheat. Source d énergie: électricité ou gaz naturel. Atmosphère: vapeur surchauffée. Capacité de 1 à 50 Mpmp. Temps traitement : 35 à 50 h. Deux fours dans l Est du Canada. Procédé ThermoWood

19 Autres procédés de modification thermique Superior ThermoWood Siège social à Kakabeka Falls, Ontario R&D en collaboration avec Université de LakeHead Un four industriel en opération depuis 2006 Four de capacité de chargement 24000pmp Drywood Origine de la France: Les Industries Drywood Procédé HF sous pression de vapeur Four de 3 m3 installé en France Procédé en cours de développement

20 Le modèle finlandais Procédé utilisé : ThermoWood. 18 fours industriels en opération en 2007 en Finlande. Fours localisés sur 9 sites de production. Capacité annuelle de production de 90000m3. Production industrielle de bois ThermoWood en cours depuis 1995 environ. Fours ThermoWood 100m3 ch., Finnforest Finlande

21 Le modèle finlandais Transformation du bois modifié pour la production de lambris (Finnforest, Finlande).

22 Le modèle finlandais Transformation du bois modifié pour la production de lames de patio (Finnforest, Finlande).

23 Le modèle finlandais Production (m3)

24 Le modèle finlandais Travaux accomplis par la FTWA : En Finlande, classes de traitements Thermo-S et Thermo-D pour résineux et feuillus établies par la FTWA et le VTT. Propriétés du bois Thermo-S et Thermo-D incluant la couleur, la stabilité dimensionnelle et la résistance à la dégradation fongique. Établissement d un système de contrôle de la qualité par une firme indépendante (Inspecta Oy). Logo Qualité de la FTWA

25 Utilisation du bois modifié thermiquement Zoo, Granby, Qc.

26 Utilisation du bois modifié thermiquement Club de golf, Lac St-Jean, Qc. L étape, Parc des Laurentides, Qc.

27 Utilisation du bois modifié thermiquement Meubles de patio en bois Perdure, Kisis Technologies, Qc. Manufacturier de gazébos, St-Henri-de-Taillon, Qc.

28 Utilisation du bois modifié thermiquement Lambris de tremble modifié thermiquement, Café brûlerie d ici, Rimouski, Qc.

29 Bénéfices / Impact pour l Industrie Le bois modifié thermiquement est un nouveau matériau avec certaines propriétés améliorées par rapport au bois non modifié. Un choix judicieux des produits finis permet d ajouter de la valeur à certaines essences peu utilisées. Essences de bois souvent utilisées à la modification thermique dans l Est du Canada : pin gris chez les résineux, merisier, érable, frêne, chêne, tremble et autres chez les feuillus.

30 Bénéfices / Impact pour l Industrie En considérant les avantages obtenus (belles couleurs, stabilité dimensionnelle, résistance à la dégradation fongique), le bois modifié thermiquement s avère intéressant pour les produits suivants : Revêtement extérieur Bois de patio Meubles de jardin, gazebo et autres accessoires extérieurs Lames de plancher Lambris Moulures et autres accessoires intérieurs

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