Le séchage de précision par haute fréquence en continu Dans le cadre des Ateliers-Conférences sur le Séchage du Bois (20 e édition) Vincent Lavoie, ing. f. Chercheur Séchage du Bois FPInnovations James Kendall, Chercheur LTE d Hydro-Québec
Plan de la présentation Introduction et mise en contexte Besoin (variation de TH finale) Approches actuelles Approche alternative proposée Historique du projet Passé: HFV «batch» vs HF continu Mise à l échelle HF continu Projet en cours But et objectifs État actuel - Équipements - Vidéo Plan à court et moyen terme 2
Introduction et mise en contexte Chaque produit du bois séché doit rencontrer une cible de teneur en humidité finale avec une variation cible Principale raison : Besoin de stabilité dimensionnelle à l utilisation Les produits de 2 e transformation tels les bois d ingénierie et les bois d apparence: Cible d humidité basse Faible variation 3
Introduction et mise en contexte Produits demandant une teneur en humidité cible de l ordre de 12 à 14 ± 2% 4
Techniques traditionnelles communément utilisées Triage au rabotage Une portion limitée de la distribution est conforme Équilibrage Temps de séchage long + conditions hygrométriques en séchoir industriel quelques fois difficile à atteindre/maintenir Séchage basse température en entrepôt climatisé Temps de séchage long et gestion d inventaires Pré-triage des sciages à l état vert Prédictif Demande d espace (à la scierie et dans la cour) 5
Approche alternative proposée Alimentation de l usine en bois de teneur en humidité (TH) variable Mesure de la teneur en humidité pièce par pièce TH Conforme? Oui Étape de 2e transformation ou conformité de la teneur en humidité (TH) pour la première transformation Non Séchoir HF en continu Confirmation brevet aux É-U, Septembre 2012 http://www.google.com/patents/us8286367 6
Historique du projet Depuis 2001 FPInnovations et le LTE étudient le séchage du bois par haute fréquence Plusieurs essais ont été menés avec la technologie haute fréquence sous vide en mode «batch» (2001-2007) L application de séchage de produits de fortes dimensions en résineux est la plus viable techniquement et économiquement Reséchage de pièces humides par HFV viable économiquement mais le serait davantage avec le séchage traditionnel - La manutention et la gestion d inventaires supplémentaires sont un frein à l implantation de cette approche 7
Historique du projet Essais sur unité de laboratoire HF en continu (2007 à 2009) Séchage de finition pour le bois de construction résineux (reséchage) -Atténuation du gradient de teneur en humidité dans l épaisseur (3% vs 10%) -Gauchissement moindre que par procédé conventionnel -Taux de séchage ~ 12 %/h pour une densité de puissance de 100 kw/m³ (vs ~ 0,5 %/h par procédé conventionnel) 8
Historique du projet Décision de faire une mise à l échelle du procédé et d en faire la démonstration à partir de 2009 Démarrage du projet en partenariat en 2012 9
Présentation du site Site d hébergement: Laboratoire des Technologies de l Énergie d Hydro-Québec (Shawinigan) 591po Eau démin. 249po 39po 329po Table de travail 3'x20' Table de déformation Station acquistion+contrôle Four HF continu 27'x14' Station de mesurage 24'x12' Géné. 5'x5' Paquet de bois 715po 64po Paquet de bois rejet Paquet de bois traité Paquet de bois 34po 288po 179po 46po 36po 42po 10
But et objectifs de la mise à l échelle But: Démontrer les performances d une unité semi-industrielle de séchage HF en mode continu Objectifs: Conception (générateur, séchoir, unité de caractérisation) Fabrication Mise en service (débogage, modifications, améliorations) Essais (bois d ingénierie, d apparence et de commodité) Mesure des performances de l unité mise à l échelle Identification des paramètres opérationnels et de contrôle - Alimenter conception d une unité industrielle Identification des besoins spécifiques en mode industriel - Préciser écarts technologiques résiduels 11
Présentation du projet en cours Séchoir Haute Fréquence 10 mètres de long, 3 mètres de large (mode transversal pour pièces de 8 ) Vitesse d opération variable de 0 à 3,5 pi/min (2x4 à 2 pi/min => 6 pces/min) Densité de puissance variable de 0 à ~150 kw/m³ Puissance de 0 à 75 kw (1 MHz) 12
Présentation du projet en cours Unité mobile de caractérisation (pièces de bois) Vitesse de 6 pièces/minute (transversal) Identification individuelle (UV) Mesure de la courbure Mesure de la masse Mesure de l humidité Diélectrique Résistance Base de données 13
Présentation du projet en cours Présentations vidéo des équipements 14
Plan à court terme Finaliser/raffiner la mise en service des équipements Aspects sécuritaires Contrôles, acquisition, analyse et interface Démontrer la faisabilité technique du séchage de précision (TH = 13 +/- 2%) Bois d ingénierie Bois d apparence 15
Plan à moyen terme Démontrer resserrement de distribution de TH produits de commodité Établir la performance du procédé mis à l échelle (taux de séchage, contrôle, limitations, etc.) Développer un outil de simulation en collaboration avec l Université Laval, FPInnovations et le LTE - Flux des sciages à sécher/raboter - Capacité d équipement (fonction de différents paramètres) - Performance logistique (flexibilité du procédé) - Performance industrielle globale (gains opérationnels et/ou monétaires) 16
Plan à moyen terme Établir une liste de produits/opportunités potentiels Poursuite du développement (suggestions de l industrie) Confirmer les paramètres opérationnels Identifier les besoins spécifiques en mode industriel Par exemple - Système de mesure d humidité/autres caractéristiques physiques des pces (exemples: courbure, masse, température, etc.) - Système de traçabilité (pièce par pièce) - Système de contrôle/prise de décision (conformité) - Système de manutention automatique des pièces - Unités de séchage parallèles/séries 17
Plan à moyen terme Préciser les écarts technologiques résiduels Exemples: puissance HF transmise, précision des mesures, algorithme de contrôle, fiabilité, etc. 18
Plan à moyen terme Commercialisation: le plan d affaire est en développement Il sera rendu disponible quand nous aurons toute l information, soit : - Partenariat de commercialisation officiel - Analyse coûts-bénéfices - Valeur de la technologie 19
Questions? 20
Merci Vincent Lavoie (vincent.lavoie@fpinnovations.ca) James Kendall (kendall.james@hydro.qc.ca) Suivez-nous www.fpinnovations.ca