Brevet FR2077953A1 — publié le 19711105

On sait qu'un des problèmes poses dans le séchage du bois de charpente débité à la scie (ctest-à-dire de planches, plateaux et madriers découpés par sciage dans des tronçons de boi3 d'oeuvre) réside dans le fait que des différences de vitesse de séchage se produisant à travers le volume du bois peuvent provoquer le bombement, le cintrage, la torsion et le gauchissement de ce bois. Dans les procédés de séchage au four classiques pour sécher le bois, ces types de déformation sont diminués en plaçant les planches ou madriers sous de gros poids dans le four. I1 s'ensuit que le bois placé au bas d'une pile est soumis à une pression plus élevée que celui qui est placé au sommet de la pile.Bien que ceci puisse être satisfaisant pour le bois placé au bas de la pile (une pratique normale consistant à placer les meilleurs morceaux de bois au bas de la pile), ce procédé n'est évidemment pas entièrement satisfaisant et il s'avère que les déformations ne sont pas complètement supprimées au bois placé au sommet de la pile. En outre, ce procédé n'est pas applicable à des procédés plus récents de séchage à vitesse élevée dans lesquels le bois avance sans interruption le long d'un transporteur à travers un tunnel de séchage comprenant des chambres de chauffage diélectrique à haute fréquence. L'invention a pour objet un procédé de séchage de planches ou madriers de bois débité de charpente et de construction, dans lequel ce bois est chauffé pour réduire la teneur en humidité au niveau final désiré, ce procédé étant caractérisé sn ce qu'on fait passer le bois entre des paires de rouleaux destinées à le maintenir dans un plan fixe au moins durant la partie du processus de séchage réalisée après que le point de saturation des fibres a été atteint, la longueur de bois non supportée entre des paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 1 m 50, les rouleaux de chaque paire étant, soit fixés, soit sollicités élastiquement l'un vers l'autre et l'intervalle compris entre les rouleaux de chaque paire, ou la force de poussée rapprochant ces derniers, étant telle qu'il n'est appliqué presqu'aucune force de compression au bois correctement scié se déplaçant entre les rouleaux, de sorte que celui-ci prend une position droite et que le bombement, le cintrage, la torsion ou le gauchissement du bois sont empêchés. Le point de saturation des fibres est le moment du processus de séchage ou à peu près la totalité de l'eau a été enlevée des minuscules cellules dont est formé le bois de charpente, mais où de l'humidité est encore retenue dans les parois des cellules. La teneur en humidité au point de saturation des fibres est de façon générale d'environ 25 6,ó. Une difficulté bien connue posée par les procédés classiques de séchage dans des fours est que la réduction de la teneur en hu mixité au-dessous du point de saturation des fibres devient de plus en plus difficile, étant donné que L'humidité est liée hygroscopiquement dans les parois des cellules et on doit par conséquent laisser sécher le bois pendant plusieurs jours supplémentaires, si une teneur en humidité inférieure est nécessaire. Bien qu'il soit évidemment souhaitable d'obtenir un bois de charpente plus sec, on sait que le séchage par convection classique au-dessous du point de saturation des fibres provoque le fendillement de surface, étant donné que l'humidité est retirée par l'action capillaire et que la -surface des planches, plateaux ou madriers sèche donc toujours avant la partie centrale.Les cellules du bois voisines de la surface tendent à se contracter à mesure que leurs parois perdent leur humidité, et il s'exerce donc des forces de déformation entre la surface et le centre du bois qui provoquent le fendillement de surface. Cette difficulté peut autre surmontée soit en ayant recours à des techniques de chauffage diélectrique au moins pendant la partie du processus de séchage effectuée après que le point de saturation des fibres a été atteint, soit en modifiant le procédé de séchage dans un four de séchage par convection classique, soit en pulvérisant la surface du bois tout en maintenant une température beaucoup plus élevée qu'il n'est possible dans les fours classiques (étant donné que l'humidité relative peut être réduite), soit en soumettant le bois à un traitement alterné avec de l'air sec à une température supérieure à 1000C, et avec de la vapeur humide. De préférence, par conséquent, les rouleaux sont situés dans un tunnel de séchage qui comprend des chambres de chauffage diélectrique, mais ils peuvent également être mis en place vers la fin d'un procédé de séchage par convection modifié par l'un des proce- dés décrits ci-dessus. Les cambres de chauffage diélectrique peuvent comprendre des électrodes entre lesquelles on fait passer les planches ou madriers de bois et quisontconnectées à une source de courant à haute fréquence. De préférence, toutefois, les chambres sont simplement remplies d'un rayonnement à micro-ondes.Les rouleaux sont en une matière qui est plus dure que celle du bois passant entre ces derniers, par exemple en ciment, pierre, verre, porcelaine ou métal. L'intervalle compris entre les deux rouleaux de chaque paire est déterminé par l'épaisseur normale du bois qui est soumis au procédé, et le nombre de paires de rouleaux dépend de la vitesse à laqueile ce bois se déplace et de la distance comprise entre chaque paire de rouleaux. La longueur des rouleaux dépend du nombre de morceaux de bois qui sont introduits côte à côte et de la largeur de chaque morceau. Si les rouleaux sont fixes, les rouleaux de chaque paire sont espacés d'une distance suffisante pour que le bois à sécher de dimension normale passe entre ceux-ci et par suite un bois de charpente quelconque d'une dimension supérieure à la normale est comprimé entre les rouleaux. Si ces derniers sont sollicités élastiquement l'un vers l'autre, la pression exercée entre ces derniers est maintenue suffisamment faible pour ne pas comprimer le bois de dimension normale. Une pression excessive doit être évitée à de bas niveaux en teneur en humidité, étant donné que le bois de charpente a perdu une partie de son élasticité et qu'il durcit, et qu'une pression excessive provoquerait des fentes. Les rouleaux sont de préférence entraînés et servent ainsi à déplacer le bois pendant le processus de séchage. Le mouvement peut comprendre un mouvement de va-et-vient dans le tunnel de séchage ou entre les chambres de vapeur et d'air sec dans un procédé de séchage par convection. La distance comprise entre les rouleaux de chaque paire doit alors être telle qu'un contact à frottement suffisant se produise entre les rouleaux et le bois pour empêcher un glissement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur le dessin - la Fig. 1 est une vue en élévation de c8té schématique d'un tunnel de séchage de bois de charpente comportant des chambres de séchge diélectrique; et, - la Fig. 2 est une vue en perspective d'un détail du tunnel de séchage représenté à la Fig. 1. Sur ces figures, le bois de charpente est introduit dans un tunnel de séchage 1 sur un transporteur 2. La partie initiale du tunnel comprend une chambre de préchauffage 9 dans laquelle le bois de charpente est porté à une température l000C environ. Ensuite, le tunnel est divisé en sections beaucoup plus courtes comprenant des chambres de séchage à grande puissance 3 et des sections de commande 4 alternées. Chaque chambre à micro-ondes présente son propre guide d'ondes 5 et son propre générateur 6 de microondes. L'énergie à micro-ondes est introduite à travers la voûte (ou à travers le fond) de chaque chambre de telle manière que les planches ou autres pièces de bois à sécher soient soumises à une poussée de chauffage diélectrique à mesure qu'elles se déplacent à travers cette dernière. Au lieu du chauffage par micro-ondes, des fréquences plus faibles pourraient être utilisées, et le bois de charpente déplacé alors entre deux électrodes disposées dans chaque chambre de chauffage. La consommation d'énergie électrique par mètre cube de volume varie suivant la densité et l'épaisseur du bois et se situe entre 70 et 525 kilowatts.Une quantité d'énergie aussi grande que possible est admise dans chaque chambre sans en dommage le bois. La concentration maximale d'énergie permise est préalablement déterminée en utilisant un bois ayant une densité, une épaisseur et une teneur en humidité connues. ;iu-dessus du maximum permis, la pression de la vapeur stexerçant à l'intérieur du bois devient trop grande et le bois se rompt. Pour un bois doux d'une épaisseur de 25 mmayant une teneur en humidité de 20 après la concentration d'énergie maximale est de 420 kilowatts par mètre cubè pour une minute. D'autre part, pour un bois dur d'une épaisseur de 75 mm ayant une teneur en humidité de 70 %, la concentration d'énergie maximale n'est que de 70 à 140 kilowatts par mètre cube. La raison à cela est que le bois doux laisse plus facilement s'échapper la vapeur et qu'il existe par conséquent une plus faible accumulation de pression.Toutefois, une exposition soutenue aux concentrations d'énergie maximale permises provoquerait de nouveau la rupture du bois, il est donc essentiel que les sections de commande 4 se trouvent entre les chambres à micro-ondes, les sections de commande étant de préférence trois fois plus longues que les chambres à micro-ondes. Dans ces sections de commande sont disposés les rouleaux de commande 7. Si, par exemple, des planches de pin de Perana d'une épaisseur de 25 mm avancent à travers le four, la distance maximale comprise entre des paires de rouleaux adjacentes ne doit pas dépasser 90 cm. Par ailleurs, pour des planches de Hemlock d'une épaisseur de 50 mm, les paires de rouleaux adjacentes peuvent entre séparées d'une distance allant jusqu'à 1 m 50. Les rouleaux ont pour but de maintenir les planches ou madriers dans un plan fixe pendant le processus de séchage. Avant de pénétrer dans le tunnel, les planches ou madriers ont déjà été séchés à un point voisin de leur point de saturation des fibres et les rouleaux de commande n'agissent donc sur eux qu'au cours des derniers stades du plan de séchage.Il s'est avéré que ces rouleaux éliminent presque complètement tout bombement, cintrage, torsion ou gauchissement du bois de charpente après que celui-ci est sorti du tunnel. A titre d'exemple, un rouleau constitué par un tube d'acier renforcé d'une longueur de 90 cm peut avoir un diamètre de 6,25 cm. Un tel rouleau serait capable de résister à des pressions de 154 000 bars et par suite, un bois de charpente d'une dimension supérieure à la dimension normale serait écrasé entre les rouleaux pendant son passage à travers le four. Normalement, cependant, la pression appliquée sur le bois de charpente est assez faible, les rouleaux servant uniquement à maintenir ce dernier droit pendant qu'il durcit. Les chambres de commande peuvent également comprendre des pulvérisateurs d'eau en vue de sa pulvérisation sur la surface du bois de charpente pour régler la vitesse d'évaporation. La surface est ainsi maintenue humide jusqu'à ce que le centre du bois de charpente sèche. D'autres pulvérisations chimiques telles que des solutions retardant l'étalement de la flamme, des solutions fongicides, ou des solutions protégeant le bois de charpente peuvent également être appliquées. Un système de tuyaux de vapeur 8 (un seul est représenté sur le dessin) s'étend sur toute la longueur du tunnel et maintient une température ambiante élevée. D'autres formes de chauffage peuvent également être utilisées étant donné que le séchage est assuré par le chauffage diélectrique qui fait sortir la vapeur du centre du bois de charpente, la température ambiante élevée aide à réduire à une valeur minimale la quantité d'énergie consommée en réduisant la teneur d'humidité à un niveau donné. - REVENDICATIONS. 1 - Procédé de séchage de planches, plateaux, madriers et autres pièces en bois de charpente, dans lequel le bois est chauffé pour ramener sa teneur en humidité au niveau final désiré, caractérisé en ce qu'on fait passer le bois entre des paires de rouleaux destinées à maintenir ce bois dans un plan fixe au moins pour la partie du processus de séchage réalisée après que le point de saturation des fibres du bois a été atteint, la longueur de bois non supportée entre des paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 1 m 50, les rouleaux de chaque paire étant, soit fixés, soit sollicités élastiquement l'un vers l'autre et l'intervalle compris entre les rouleaux de chaque paire, ou la force de poussée rapprochant ces derniers, étant telle qu'il n'est appliqué presqu'aucune force de compression au bois correctement scié se déplaçant entre les rouleaux, de sorte que celui-ci se fixe suivant une forme droite et que le bombement, le cintrage, la torsion ou le gauchissement du bois sont sensiblement empêchés. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux sont placés dans des sections d'un tunnel de séchage, lesdites sections alternant avec des chambres de chauffage diélectrique haute fréquence, de telle façon que le bois est exposé par intermittence à l'énergie haute fréquence, la longueur des sections dans le sens du mouvement du bois étant au moins égale à la longueur des chambres de chauffage diélectrique. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les chambres de chauffage diélectrique haute fréquence sont remplies d'un rayonnement à micro-ondes. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des rouleaux sont disposés vers la fin d'un procédé de séchage par convection et on pulvérise sur la surface du bois une solution acqueuse pour empêcher le fendillement de surface. 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux sont disposés vers la fin d'un procédé de séchage par convection dans lequel le bois est soumis à un traitement alterné avec de l'air sec à une température supérieure à 1000C et avec de la vapeur humide. 6 - Appareil pour sécher des planches et madriers de bois de charpente, caractérisé en ce qu'il comprend : un tunnel que des cloisons divisent en sections à travers lesquelles le bois de charpente est transporté, les cloisons s'étendant transversalement au sens du mouvement du bois et comprenant des ouvertures à travers lesquelles le bois passe d'une section à l'autre, une section sur deux consistant en une chambre de chauffage diélectrique à haute fréquence, et les sections comprises entre les chambres de chauffage comprenant des paires de rouleaux disposées pour maintenir le bois de charpente dans un plan fixe pendant son passage à travers le tunnel, la longueur de bois non supportée entre des paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 1 m 50, chaque paire de rouleaux étant, soit fixe, soit sollicitée élastiquement l'une vers l'autre, et l'intervalle compris entre les rouleaux dans chaque paire, ou la force de poussée rapprochant ces derniers, étant telle qu'il n'est à peu près appliqué aucune force de compression au bois de charpente correctement scié se déplaçant entre les rouleaux. 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chaque chambre de chauffage diélectrique est reliée à un générateur à micro-ondes. 8 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la longueur des sections contenant les rouleaux est égale à trois fois la longueur des chambres de chauffage. 9 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour pulvériser de l'eau sur le bois de charpente passant à travers le tunnel pour humidifier sa surface et par là régler le taux d'évaporation. 10 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen pour chauffer l'air des sections du tunnel afin de maintenir une température d'au moins 1200C et une humidité relative d'au moins 35 '.