Drying Practices in NZ for Drying Commodity/Appearance Grades :

Current and Future Trends - Les pratiques de séchage en Nouvelle-

Zélande pour les bois de commodité et d’apparence : les tendances

courantes et futures

Rotorua, Nouvelle-Zélande

Je blâme les québécois de ne pas parler français

Jean-François-Marie de Surville est arrivé en Nouvelle-

Zélande en même temps que James Cook en 1769 !

Le Capitaine James Cook

(‟découvreur‟ de la NZ et l'Australie)

Une balle de mousquet supplémentaire !

Bataille des Plaines d’Abraham en 1759

Le séchage du bois en Nouvelle-Zélande

• Passé récent

• Tendances courantes

• Qu‟est-ce qui s‟en vient ?

avec nos excuses pour le film « Deliverance »

Masse volumique

de la couche

extérieur des arbres

Radiata Pine (pin de Monterey)

• Vraiment perméable et sèche à peu près à n‟importe

quelle température

• Le bois juvénile au cœur a les pires propriétés, - fil spiralé

• Bois de compression – retrait longitudinal variable

• Grande perméabilité et TH initiale élevée de l‟aubier

Coloration brune

Passé (1970 - 80):

L'évolution vers des températures de séchage plus élevées

• “Un mur de bois” avait besoin d‟être transformé

• Travaux du CSIRO sur la torsion du bois avec la

moelle incluse

• Conditionnement à la vapeur pour réduire les

fentes internes

Les années 1990 – La haute température appliquée

aux bois d’apparence – Séchage accéléré • Institut de recherche forestière de la Nouvelle-Zélande (Scion) -

Groupe multi-clients d‟industriel en séchage

Bois de structure 140°C/90°C (285°/195°F) (Tsec/Thumide)

Bois d‟apparence 90°C/60°C (195°/140°F)

Plusieurs études de traitement à la vapeur avant et après séchage

Liste exhaustive – lestage, émissions, stabilité, cédules optimisées,

entreposage, comportement en transport par bateaux, arrêt des

séchoirs, diminution de la variabilité… Etc., etc.

• L‟industrie s„est éloignée des déshumidificateurs

• Les séchoirs sous-vides sont arrivés et repartis

Séchoir standard de la NZ

• Chauffage indirect (vapeur, eau chaude/huile thermique)

• Air chaud climatisé

• Construit en panneaux d‟aluminium ou de stainless

• Vitesse de l‟air élevée et uniforme, moteurs extérieurs

• Régulation par PLC

• Arrêt sur la temps ou les plaques à capacitance

• Lestage

• Chargement sur chariots

• Bain d‟eau (traitement vapeur)

Séchoir typique de la NZ

• Lestage

• Chargé par des

chariots élévateurs

• 2 x 1.2m de large

(2 x 4 pi.)

• Un seul train

Bain d’eau pour le traitement à la vapeur en fin de séchage

Cédules NZ/Australiennes pour le séchage de bois résineux

Séchage basse

temp.

Séchage

accéléré

Séchage haute

temp.

Matériel Bois blanc Bois

d‟apparence

Bois de structure

T sèche (Cº) (F°) 40-50 (105/125) 80-100 (175/210) 120-200 (250/400)

T humide (Cº) (F°) 30-40 (85/105) 50-70 (125/160) 70-100 (160/210)

Vitesse d‟air (m/s) (pi/min) 3-7 (600-1400) 5-7 (1000-1400) 5-10 (1000-2000)

Temps de séchage (h) 150+ 70-30 24-4

Pratique Courante : Bois de structure • 140/90°C (285/195°F), 7 m/s

(1400pi/min), 12 h pour 40mm,

lestage par pesée, 3 h de traitement

à la vapeur

• Ultra Haute Temp. (UHT) 200°C

(390°F)

• Beaucoup d‟efforts de recherche

pour l‟optimisation

• On passe maintenant aux séchoirs

en continu (CDK)

Beaucoup de travaux ont été réalisés pour trouver la meilleure

combinaison de temp. sèche, temp. humide et vitesse de l’air en

fonction de la meilleure profitabilité

Vitesse d’air

kW/m3 Temps

séchage

Vitesse d’air

$/m3

• Coût de chauffage

• Coût d‟électricité

• Coût fixe

• Qualité de séchage

Pratique courante: Bois d’apparence

Les grandes questions :

• Contraintes de stress résiduelles

• Coloration brune

• Uniformité de la teneur en humidité

Programme de séchage typique Charge 1319313

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0

hours

Te

mp

era

ture

C

DB Actual

WB_ACTUAL

DB SetPt

WB SetPt

Preheating/steaming Steam conditioning

Traitement à la vapeur après séchage, c’est la clé

• 100°C and 100%HR semble donner le meilleur

résultat avec la durée minimum

• Relâche les contraintes transversales de stress

• Relâche certains types de contraintes longitudinales

• Réduit la variabilité à l‟intérieur des pièces

• Réduit la variabilité entre les pièces

Gain en masse avec le temps

Moyenne de TH après séchage

Ch

an

ge

me

nt

de

TH

Méthodologie utilisée

pour comprendre le

traitement à la vapeur

Pour prouver que vous n’avez qu’à traiter à la vapeur pour x heures

Transverse Stress - 90/60

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 hours 1 hour 2 hours 4 hours

Steaming Time

Cu

p (

mm

)

Différence

Pas de changement

0 hrs x hrs y hrs z hrs

Shell & Core Moisture - 90/60

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0 hours 1 hour 2 hours 4 hours

Steaming Time

MC

(%

)

Shell

Core

x hrs y hrs z hrs

Temps de traitement à la vapeur

Tir

an

t à c

œu

r (m

m)

Contraintes transversales – 90/60

Questions

• Variabilité de la TH

• Stabilité

Déformation

Contraintes résiduelles (stress)

Transversales

Longitudinales

Humidité d‟équilibre du bois

• Fendillement

• Couleur

Coloration brune

Tâche d‟eau

• Énergie

• Utilisation de l‟eau

• Émissions atmosphériques

Variabilité de la TH

• Prétriage (avant séchage)

• Minimiser les délais sciage-séchage

• Porter attention à : Tsèche, Thumide,

uniformité de la circulation de l‟air,

déflecteurs

• Uniformisation de la TH causé par le

traitement à la vapeur

• Contrôle par zone, contrôle à la sortie

• Plaques à capacitance dans le séchoir

• Détecteur d‟humidité en continu et retour

d‟information du rabotage

Stabilité

• Torsion

prévalence dans le bois de cœur,

pièces à moelles incluses

Températures plus élevées + lestage

par pesée, contrôle des dimensions

• Cambré, Arqué

Bonnes pratiques d‟empilement,

Contrôle de la variation des

épaisseurs

• Bonne TH finale

• Triage

Fendillement à l’intérieur des cernes annuels

• Fendillement à l‟intérieur des cernes dans le pin radiata

Problème significatif pour les bois d‟apparence

Sporadique

Pas de corrélation avec la sylviculture, le climat, la ressource

• Affaissement interne (collapse) dans eucalyptus

• Limite l‟utilisation de certaines espèces

Souvent les gerces sont

exposées après rabotage et

sablage

Cas extrême de fendillement à l’intérieur des cernes

Fendillement dans les cernes • Fendillement relié à

l‟affaissement (collapse) du bois de printemps

• Débute tôt restreindre la Temp. dans la 1ère partie du séchage

• Ne peut pas être contrôlé par des ajustements du programme de séchage

• Un problème de la ressource qu‟il

faut géré par le triage de la

ressource

• Tension de l‟eau

Méthode par échantillonnage de disque

Travaux courants sur la

tension de l’eau

Régions de

tensions

causée par

le retrait

Région de

tensions de l‟eau Région de

tensions de l‟eau

Coloration brune

Surface de bois brut

Surface de bois raboté Coloration

brune

Angle planed board

Coloration brune A résisté à toutes les tentatives

d’élimination à part le rabotage

plus profond

Intensité de la couleur

~1mm ~0.5mm

La sève s’évapore dans cette région. La

réaction de Maillard cause le brunissement

Progrès – Coloration brune

• On passe au séchage à basse temp.

• Séchage “face-à-face”

• Très longue liste de tentatives ratées

• Les techniques de mesure se sont

améliorées

• On revoit maintenant les études

antérieures avec les nouvelles techniques

de mesure

Coloration

brune max.

Profondeur de

rabotage pour

atteindre sans

coloration

brune

Profondeur

max. de la

coloration

brune

mm

Intensité de la

coloration brune

Tâches d’eau

• Décoloration à la surface du

bois brut

• Pas si commun

• Trompe les scanneurs après

séchage

• Causé par la condensation

excessive pendant le

réchauffement

Pratiques courantes: Problèmes

• Émissions atmosphériques

• Utilisation de l‟eau et de l‟énergie

• Réduction des coûts

• Le passage aux séchoirs en continu

• La modification thermique

• Les problèmes reliés à la ressource

• Meilleure utilisation des données

• Meilleure mesure de la TH

Émissions gazeuses et liquides

• Ont été mesurées par

Scion

• Les données sur les

émissions de sources

ponctuelles sont

suffisantes (pour

l'instant) pour obtenir le

droit d‟opérer l‟usine

Utilisation de l’eau / énergie

• Optimisation des programmes de séchage

• Optimisation de l‟opération des bains d‟eau

• Réduction des temps de traitement à la vapeur

• Échangeurs de chaleur pour les évents

• Chambre de reconditionnement équipée de ventilateurs

• Alimentation en eau des bulbes humides

Optimisation – réduction des coûts / maximisation des profits

120

140

160DB

degC

30

60

90DB – WB

degC

5

8Air Speed

m/s

12

16

20

24

Drying Cost

$/m3

-0.1

0.1

0.3

0.5

0.7Profit

$m/yr

Base case

Ex2

Ex2,Hx2

120

140

160DB

degC

30

60

90DB – WB

degC

5

8Air Speed

m/s

12

16

20

24

Drying Cost

$/m3

-0.1

0.1

0.3

0.5

0.7Profit

$m/yr

Base case

Ex2

Ex2,Hx2

5x5x5=125

combos

1252=15625

combos

1253=1953125

combos

Time

Final MCMC1 MC2 MC3

DB

WB

Air

Vel

Deg C or

m/s5x5x5=125

combos

1252=15625

combos

1253=1953125

combos

Time

Final MCMC1 MC2 MC3

DB

WB

Air

Vel

Deg C or

m/s

tFixed

kWhrprice

MJprice

mCosts

cos

)/($ 3

timeMJkWhr

timeMJkWhr

timeMJkWhr

timeMJkWhr

timeMJkWhr

,,

..

..

,,

,,

,,

,,

Meilleures cédules

Les séchoirs en continu

• Promu par Windsor Ltd

qui exporte aux E.-U.

• Deux sites en NZ

• Scion/SWI a prouvé le

concept pour le pin

radiata

• Moins d‟émissions

gazeuses et d‟utilisation

d‟énergie et d‟eau

• Ont des émissions

liquides

Movie clip here

Section ER Séchage Section ER

Section ER = Équilibrage

et Re-conditionnement

La section “ER” du séchoir en continu

• La section “ER” est la clé du relâchement des

stress et de l‟égalisation

• Influence l‟empreinte des fondations de séchoir

• Travaux courants pour caractériser son

comportement

Modification thermique

180°C 230°C

• Deux usines en NZ

• Certain intérêt

Meilleure

utilisation des

données des

détecteurs

d’humidité en

continu

• Correction de la densité

• Système de mesure dans les séchoirs en continu

Meilleure mesure de la TH

Tendances futures • Séchoir en continu

• Traitement des condensés liquides

• Augmenter l‟utilisation de la thermo-modifcation,

produits de niche

• Meilleures allocation des ressources … bio-raffinage ?

• Meilleure mesure de la TH

• Meilleure utilisation des connaissances

Tendances futures

• Séchoirs écologique

• Séchage CO2 supercritique

• Concept de bio-raffinage

Augmentation dramatique de

l’exportation de billes en Chine

Donc moins

d‟investissement dans

la transformation du

bois en NZ

Tendances futures

Panneaux de bois lamellé-

croisé (CLT)

Une première usine en NZ

La reconstruction de Christchurch

Boom de la construction à Auckland

Je vous remercie de votre attention (note du traducteur: n’a pas été traduit…)