Brevet FR2150689A1 — publié le 19730413

La présente invention concerne un procédé pour l'imprégnation de rondins dé bois, de bois de sciage, de matériaux à base de bois consistant en feuilles de placage, en matériaux à base de rognures de copeaux ou de fibres, eten maté riauxporeuxend'autres substances, l'imprégnation se faisant selon un procédé à pression hydraulique au moyen de produits solubles dans l'eau pour la protection du bois en faisant appel à un cylindre d'imprégnation basculant.L'invention a pour objet particulier l'imprégnation de poteaux en bois ainsi que d'objets en bois de dimensions et de forme analogues (par exemple les perches à houblon), et ce aussi bien pour l'imprégnation de base de ces bois sur toute leur longueur que pour l'imprégnation partielle des zones particulièrement menacées (par exemple les pieds des poteaux) en opérant selon un procédé d'imprégnation combiné. L'ensemble du procédé d'imprégnation est effectué à l'aide d'un seul produit pour la protection du bois, soluble dans l'eau, que l'on utilise en solution de concentration prédéterminée.Dans ce cas, l'impregna- tion de base s'effectue dans un cylindre couché en appliquant une certaine pression initiale d'air puis en exerçant une pression sur le liquide d'impregna tion ; dans cette opération, la pression initiale d'air et la pression exercée sur le liquide d'imprégnation seront dans un rapport bien déterminé l'une par rapport à l'autre. On effectue ensuite une imprégnation complémentaire des pieds des poteaux en placant le cylindre d'imprégnation dans une position verticale ou presque verticale et en appliquant un certain vide initial puis une pression exercée sur le liquide d'imprégnation. Selon l'étant actuel de la technique on utilise toujours deux types différents de produits de protection pour l'imprégnation des poteaux et pour la protection complémentaire des pieds. L'imprégnation de base est effectuée selon le procédé d'imprégnation totale au moyen de solutions aqueuses de produits de compositions différentes utilisables pour la protection du bois en s'efforçant d'obtenir une saturation substantielle, c'est-à-dire de réaliser une absorption maximale de la solution, donc une imprégnation totale. L'impré gnation des pieds des poteaux est effectuée au moyen d'huile de goudron de houille chaude; jusqu'à présent, il semble que l'on ntait jamais fait appel à des sels pour effectuer cette opération. En effet, il est pratiquement impossible d'imprégner par ure tuile de goudron de houille un poteau fraîchement traité par imprégnation totale au moyen d'une solution saline, car d'une part on ne dispose pas de pores libres dans le pied du poteau et d'autre part on ne peut pas éviter le mélange de solution saline avec l'huile de goudron de houille et,partant,l'encrassemeft des liquides d'imprégnation.Cette manière de travailler exige par conséquen que les poteaux, après leur imprégnation de base, soient soumis pendan plus sieurs semaines, à un séchage par stockage avec cales interposées, afin de réaliser un fixage du produit utilisé pour la protection du bois, avant de traiter le pied des poteaux par un procédé d'imprégnation à l'aide d'huile de goudron de houille chaude dans un cylindre d'imprégnation basculant (Procédé POULAIN : "Procédé à cuve basculante"). Pour réduire ces inconvénients au minimum, on effectue souvent l'imprégna- tion des pieds des poteaux au moyen de l'huile de goudron de houille chaude et on attend un certain temps, environ un jour, jusqu'à ce que les pieds des poteaux chauffés se refroidissent , après quoi on effectue l'imprégnation de base des poteaux selon le procédé d'imprégnation totale au moyen d'une solution aqueuse saline. Même dans ce cas, le risque d'encrassement de la solution d'imprégnation n'est pas totalement exclu. Par ailleurs, on n'a aucune garantie de pruvoir encore réaliser une imprégnation de base satisfaisante au moyen d'une solution saline dans la région du pied du poteau qui a subi l'imprégna- tion au moyen d'une huile de goudron. Outre le traitement combiné de protection des poteaux avec protection de base et protection du pied, on connait les procédés par imprégnation générale au moyen d'huile de goudron de houille ou au moyen de sels solubles dans l'eau. Dans le premier cas, l'imprégnation s'effectue selon le procédé RUPING et dans le deuxième cas selon le procédé d'imprégnation totale, Si l'on imprègne pendant la période d'hiver, au moyen de solutions salines climatisées et dans des instellations également climatisées et si on effectue ensuite un stockage à l'air libre,il se peut que des dégâts soient occasionnés au bois pendant les périodes @@olongées -e gel a des températures inférieures à -5 C, par suite de l'écla- -emers du bois provoqué par la congélation de la solution imprégnante.C'est pourquoi, après une imprégnation totale du bois au moyen de solutions salines rendant des périodes de gel, ou expose souvent celui-ci à un séchage artificiel cil autre plusieurs jours à cause de la grande quantité d'eau à évaporer. L'imprégnation des poteaux tout entiers par l'huile de goudron de houille seule est d'une part principalement limitée aux poteaux en bois aisément imprégnables (pin et mélèze) et d'autre part elle présente des difficultés d'application en beaucoup d'endroits du bois ainsi traité, d'abord par suite de la tendance que p@ssède l'huile de goudron de suintar (d'où l'encrassement de la surface du bois) et ensuite du fait de l'odeur intense que confère cette huile au hois t-aité.Alors que pour l'imprégnation au moyen d'huile de goudron de houil or effectue le réglage de l'absorption du produit protecteur à l'aide le l@ pression initiale d'air procédé RUPING), le contrôle de l'imprégnatic-n dans le procédé d'imprégnation totale par absorption de sel solide s'effectue par le choix judieieux des concertrations de la solution. Le but et l'objet de la présente invention sont donc d'éviter les inconvénients décrits ci-avant et notamment d'empêcher l'encrassement de l'agent d'imprégnation ainsi que le salissement de toute l'installation d'imprégnation par emploi d'un seul produit de conservation, tout en excluant les temps d'entreposage intermédiaire nécessaires et en assurant une imprégnation de base et une imprégnation complémentaire suffisantes dans un cycle opératoire n'entrai- nant pas de perte de matière ni de perte de temps. La Demanderesse a trouvé que ces buts et objets peuvent être atteints en utilisant un procédé combiné pour l'imprégnation de poteaux en bois dans une installation travaillant selon le procédé à pression hydraulique et comportant un cylindre d'imprégnation basculant et en effectuant d'abord une imprégnation de base des poteaux en bois, de préférence en conférant au cylindre d'imprégnation une position horizontale ou presque horizontale et en effectuant ensuite une imprégnation complémentaire des pieds des poteaux en conférant au cylindre d'imprégnation une position verticale ou presque verticale, Selon l'invention, on utilise dans les deux étapes aussi bien pour l'imprégnation de base que pour l'imprégnation complémentaire, le même produit de protection des bois soluble dans l'eau à une concentration prédéterminée de la solution.L'imprégnation de base des poteaux en bois débute par une mise sous pression d'air initiale PL 1, après quoi suit une étape d'imprégnation par emploi d'une pression du liquide d'imprégnation PS 1, la pression d'air PL 1 et la pression du liquide d'imprégnation PS 1 se trouvant dans un rapport de PL 1 = f.PS 1 où f a une valeur comprise entre O,Ol et 0,3, de préférence entre 0,05 et 0,25. Ensuite s'effectue la mise à l'air du cylindre d'imprégnation; la solution d'imprégnation est recyclée dans le réservoir de stockage; finalement le cylindre d'imprégnation est soumis à un vide final VE 1. Lors de la mise àl'air ainsi que lors de l'application du vide final, on exprime du bois une partie de la solution d'imprégnation qui s'y trouve et on crée ainsi un espace libre dans les pores, ce qui permet de réaliser la seconde étape d'imprégnation. Dans l'étape intermédiaire comportant soit un maintien du vide final VE 1 de l'imprégnation de base, soit une remise sous pression normale par mise à l'air, on redresse le cylindre d'imprégnation en vue de l'imprégnation complémentaire. Celle-ci commence par un vide initial VA 2, englobant des valeurs comprises entre O et 90 % du vide maximum possible. Suit enfin la deuxième étape PS 2 d'imprégnation par le liquide et au besoin un vide final VE 2. Selon l'une des formes d'exécution particulièrement avantageuse on a le déroulement opératare suivant Après l'introduction des poteaux - couchés pied sur pied - et la fermeture du cylindre d'imprégnation on applique une pression d'air PL 1 que l'on main tient pendant un certain laps de temps, de préférence entre 10 et 20 minutes. L'importance de la pression d'air dépend de la pression du liquide d'imprégna tion PS 1 prévue pour la suite. A la fin de la période préliminaire de pres sion d'air PL 1, le cylindre d'imprégnation est rempli de solution d'agent protecteur tout en maintenant la pression d'air PL 1. En ajoutant encore de la solution par pompage ou par admission d'air sous pression, on réalise la pression d'imprégnation PS 1. Il faut observer en ce faisant une relation étroite entre PL 1 et PS 1, de manière que le rap port ou la relation PL 1 = f.PS 1 soit respecté, les valeurs de f étant compri ses entre 0,01 et 0,3, de préférence entre 0,05 et 0,25 ; ceci pour créer des conditions d'imprégnation qui correspondent d'une part à l'espèce de bois à imprégner et d'autre part aux pressions d'imprégnation admissibles, ces der nières étant à leur tour dépendantes de l'état d'imprégnation du moment. La pression d'imprégnation PS 1 doit être comprise entre environ 4 et 16 atmos phères effectives, de préférence entre 8 et 12 atmosphères effectives.La du rée de l'application de la pression est déterminée en tenant compte de l'espèce de bois traité, de ses dimensions et du type d'agent protecteur mis en oeuvre; cette pression sera appliquée jusqu'à ce qu'on atteigne la valeur prévue de l'absorption brute. On effectue ensuite une mise à l'air du cylindre d'imprégnation éventuel lement aussi de l'espace au-dessus du récipient de stockage, de manière que l'air sous pression, introduit dans le bois au cours de la période de la pres sion d'air PL 1, se détende et expulse de nouveau une partie de la solution introduite dans le bois (rétropoussée R 1). La solution d'imprégnation est ramenée dans le réservoir de stockage soit simultanément, soit ultérieurement. Pour assister la rétropoussée R 1, on crée dans le cylindre d'imprégnation un vide final VE 1 aussi élevé que possible pour permettre de récupérer du bois des quantités de solution supplémentaires (rétropoussée R 2). L'absorption effec tive nette de la solution, permettant de calculer l'absorption de sel en fonc tion de la concentration de la solution, résulte de l'absorption brute diminuée de la rétropoussée (R 1 + R 2) ou bien des niveaux de liquide avant et après l'imprégnation dans le réservoir-jaugeur de stockage. Pour l'étape transitoire, on place le cylindre d'imprégnation en position verticale ou presque verticale. Selon le type de l'installation, on effectue cette opération soit en maintenant le vide final VE 1 de l'imprégnation de base soit en remettant sous pression normale par une aération intermédiaire. Les pieds des poteaux se trouvent alors placés sur le fond du cylindre. Au début de l'étape d'imprégnation des pieds qui suit immédiatement, le vide initial prédéterminé VA 2 est réglé, suivant la pression appliquée dans l'étape transi toire, soit par mise sous pression réduite à partir de la pression- normale de l'air, soit par mise à l'air à partir du vide final donné VE 1 , ceci en s'arrangeant pour que VA 2 soit compris entre O et 90 % du vide maximum (= O mm Hg) et soit maintenu pendant au moins 30 minutes. En maintenant VA 2, on remplit le cylindre d'imprégnation au moyen d'une quantité suffisante de la solution d'imprégnation pour permettre que les pieds des poteaux plongent dans la solution d'imprégnation jusqu'à la hauteur préindiquée ; le cylindre d'imprégnation est ensuite soumis à une mise à l'air. Pour la réalisation de la pression d'imprégnation PS 2 d'environ 4 à 16 atmosphères effectives, de préférence 8 à 12 atmosphères effectives, on introduit de l'air sous pression dans le cylindre d'imprégnation. Il y a lieu de maintenir PS 2 pendant un laps de temps qui dépend de la nature du bois, de ses dimensions et du type d'agent utilisé pour l'imprégnation, jusqu'à ce que l'on ait atteint l'absorption brute nécessaire dans le pied du poteau. La solution d'agent protecteur qui pénètre dans le bois remplit l'espace libéré dans les pores des cellules, à la fin de l'imprégnation de base grâce à la rétropoussée considérable (R 1 + R 2). A la fin de PS 2 on met à l'air le cylindre d'imprégnation et on recycle la solution d'imprégnation vers le récipient de stockage. La faible rétropoussée R 3 qui en résulte peut être soutenue par un bref vide final VE 2 ; ce dernier sera alors réglé de manière à être égal ou supérieur au vide initial VA 2 (VE 2 > VA 2) Le cylindre d'imprégnation est ensuite mis à l'air, la solution de rétropoussée est recyclée vers le récipient de stockage et le cylindre d'imprégnation est remis ensuite dans sa position horizontale de départ afin de permettre le déchargement du produit imprégné. Le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux procédés d'imprégnation connus, par exemple par rapport au procédé RUPIN. Tandis que, selon l'invention, on prévoit une faible pression d'air, de préférence PL 1 = (0,01 ... 0,25).PS 1, on utilise selon le brevet allemand 138 933 une forte pression d'air. Cette forte pression d'air préliminaire provoquerait, lors de l'imprégnation saline, des rétropoussées tellement fortes à la fin du procédé que l'absorption résiduelle (absorption nette) ne permettrait plus l'absorption saline nécessaire. Par conséquent, dans le cadre S rocédé de la Demanderesse, on préfère aussi opérer dans des limites compriss au maximum entre 0,25 ... 0,30.PS 1. Au cours de la deuxième étape du procédé selon l'invention, on renonce sciemment au vide maximum possible. Il est meme souhaitable surtout pendant les mois d'hiver, de maintenir un vide moyen par exemple de 30 à 50 %, de sor: qu'en appliquant ensuite un vide final maximum on parvienne à- récuprer du bcir une quantité suffisante de solution, ce qui fait que les pores du bois -e restent plus totalement saturés de liquide et que, lors d'une congélation éventuelle de la solution, on soit à même d'éviter les dégâts importants aux pieds des poteaux.Dans le procédé selon l'invention, on peut utiliser les mêmes solutions salines et les mêmes concentrations des solutions pour la deu xième étape que pour la première, c'est-à-dire l'imprégnation de base. La concentration des solutions est par conséquent à considérer comme une valeur fixe et n'a pas besoin, dès lors, d'etre modifiée. Selon l'une des formes avantageuses d'exécution, on peut dans la période d'imprégnation de base ainsi que dans celle de l'imprégnation du pied, prévoir successivement plusieurs périodes brèves de pression ; toutefois, dans les deux cas la pression ne devra pas tomber au-dessous de la valeur de la pression d'air initiale PL 1 ni au-dessous du vide initial VA 2. Selon une autre forme d'exécution, on peut aussi utiliser l'étape de transition pour interrompre le procédé, afin de réaliser l'imprégnation de base et l'imprégnation complémentaire dans des cylindres d'imprégnation séparés. Dans ce cas au moins, un des cylindres d'imprégnation mis en oeuvre doit être basculant. Le procédé revendiqué peut être appliqué à toutes les espèces de bois pour poteaux, par exemple daT pin, de l'épicéa, du sapin etc.Lorsqu'on travaille avec des bois aisément imprégnables, par exemple avec le bois de pin, il y a lieu d'utiliser des con contrations de solutions qui sont réduites en conséquence. ans un exemple expérimental, utilisant des poteaux d'épicéa perforés à leur pied, on procede comme suit (cf. Fig. 1 où la ligne pleine représente le diagramme établi d'après l'exemple suivant ; les lignes pointillées indiquent 1-. région globale du diagramme correspondant au procédé selon ltinvention, cc:c.pt tenu des valeurs de pression possibles ; les durées ne sont pas limitées et peuvent par exemple être plus courtes ou plus longues en fonction de l'espèce d bc-ls à imprégner) l@re tape :Imprégnation de base des poteaux a Production d'une pression d'air préliminaire d'environ 1,5 atmosphère effec tive pendant 10 à 20 minutes. b) Remplisse du cylindre d'imprégnation au moyen d'une solution d'imprégna tion à 8 % tout en maintenant la pression d'air. c; Passage à la période de pression de 9 atmosphères effectives par pompage d'une quantité supplémentaire de solution dans le cylindre d'imprégnation. d) Maintien de la période de pression pendant 360 minutes jusqu a absorptio@ optimale de la solution dans le récipient de mesure = 200 l/m3. ej Mise à l'air du cylindre d'imprégnation jusqu'à une pression d'air normale et recyclage de la solution saline dans le récipient de stockage. f Etablissement d1un vide final de 100 mm Hg, qui est maintenu pendant une heure. g) Mise à l'air du cylindre d'impregnation et évacuation de la solution d'im prégnation récupérée dans le récipient de stockage. Etape de transition (ü) : le cylindre d'imprégnation est placé en position verticale sous mise à l'air, c'est-à-dire sous pression normale. 2ème étape : Imprégnation complémentaire du poteau a) Etablissement d'un vide de 200 mm Hg que l'on maintient pendant 90 minutes. b) Remplissage du cylindre avec la solution d'imprégnation tout en maintenant un vide initial jusqu'à ce qu'on atteigne le niveau de remplissage de 180 cm c) Mise à l'air du cylindre d'imprégnation jusqu'à obtention de la pression d'air normale. d) Réalisation d'une pression d'imprégnation de 8 atmosphères effectives, que l'on maititient pendant deux heures. Le niveau de liquide dans le cylindre est maintenu constant pendant la période de mise sous pression en faisant les adjonctions adéquates par pompage (la quantité ajoutée par pompage, par rapport au volume des pieds des poteaux traités est de 250 l/m3). e) Mise à l'air du cylindre et recyclage de la solution dans le récipient de stockage. f) Production d'un bref vide final de 110 mm Hg pendant 30 minutes pour le séchage de la surface du poteau. g) Mise à l'air du cylindre, recyclage dans le récipient de stockage de la so lution récupérée et remise du cylindre dans sa position horizontale initiale. Résultat de l'imprégnation 1. Imprégnation de base a) Absorption brute, d'après le récipient de mesure, au cours de la période de mise sous pression : 200 1/m3. b) Absorption nette d'après l'indication du niveau de remplissage dans le récipient de mesure, compte tenu de la différence entre le niveau de remplis sage avant et après l'imprégnation de base : 60 l/m3. c) Quantité rétropoussée, par conséquent (a-b) : 140 1/m3 = 70 % de (a) 3 @@ @@@@@p@@@@ @@@@@@@@ . @@ @.@ % - @@@ @@@@ . 2. Imprégnation des pieds a) Absorption brute, d'après le récipient de mesure, jusqu'à la fin de la période de mise sous pression par rapport au volume des pieds des poteaux 150 l/m3. b) Absorption nette, d'après 11 indication du niveau de remplissage dans le récipient de mesure, compte tenu de la différence entre le niveau de rem plissage avant et après l'imprégnation : 105 l/m3. c) Importance de la rétropoussée, par conséquent (a-b) : 45 l/m3. d) Absorption réalisée : 105 l . 8 % = 8,4 kg/m3. Alors que les poteaux ont reçu au total d'abord une protection de base par la mise en oeuvre de 4,8 kg de sel/m3 de bois, on a amené complémentairement 8,4 kg/m3 dans la région des pieds et créé ainsi une imprégnation particulièrement durable. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'imprégnation de poteaux en bois selon le procédé à pression hydraulique utilisant un cylindre d'imprégnation basculant et combinant l'imprégnation de la totalité des poteaux en bois avec celle des pieds des poteaux, procédé dans lequel on effectue d'abord une imprégnation de base des poteaux en bois, de préférence en conférant au cylindre d'imprégnation une position horizontale ou presque horizontale, puis on réalise une imprégnation complémentaire des pieds des poteaux en conférant au cylindre d'imprégnation une position verticale ou presque verticale, caractérisé en ce que l'on utilise dans l'étape d'imprégnation de base ainsi que dans celle de l'imprégnation complémentaire le même produit soluble dans l'eau pour la protection et/ou pour la conservation du bois et en ce que l'imprégnation de base des poteaux en bois qui débute par une mise sous pression d'air préliminaire PL 1 suivie d'une mise sous l'influence d'une solution dtimprégnation sous une pression du liquide d'imprégnation égale à PS 1, est réalisée de telle manière que la pression d'air préliminaire et la pression du liquide d'imprégnation se trouvent dans le rapport PL 1 = f.PS 1, où f représente des valeurs comprises entre 0,01 et 0,3, de préférence entre 0,05 et 0,25, en ce qu'on réalise ensuite un vide S 1 en exprimant ainsi du bois une partie des solutions salines proteetrices, qui n' adhèrent pas à l'intérieur des espaces creux des cellules, en ce que, au cours de cette opération ou après celle-ci, on ramène la solution dtimprégna- tion dans un récipient de stockage et en ce qu'on effectue l'imprégnation complémentaire en imposant un vide initial prédéterminé VA 2 dont la valeur est comprise entre O et 90 % du vide maximum possible, le traitement d'imprégnation complémentaire pouvant éventuellement être précédé d'une étape transitoire au cours de laquelle on réalise une mise à l'air ou l'application d'un vide. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'imprégnation complémentaire est effectuée en utilisant une pression du liquide d'imprégnation PS 2 comprise entre environ 4 et 16 atmosphères effectives, de préférence entre 8 et 12 atmosphères effectives et en ce que, après la fin de cette imprégnation complémentaire,la solution d'imprégnation est renvoyer eu réservoir de stockage en réalisant une mise à l'air du cylindre dtimprégr-sion et/ou l'application d'un vide final VE 2 qui est égal ou supérieur au vide initial VA 2. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, aussi bien lors de l'imprégnation de base des poteaux en bois que lors de l'imprégna tion complémentaire des pieds des poteaux, on fait intervenir successivement plusieurs périodes brèves de mise sous pression, la pression ainsi utl:isée n'étant pas inférieure à la pression initiale PL i ni au vide initial VA 2. 4 - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'imprégnation de base des poteaux en bois ainsi que l'imprégnation complémentaire des pieds des poteaux s'effectuent dans des cylindres d'imprégnation séparés, dont l'un au moins est basculant.