Brevet FR2660424A1 — publié le 19911004

Procédé et installation pour le séchage à grand débit de bois massif humide. La présente invention concerne un procédé et une installation pour un séchage rapide et en continu des grands débits de bois massif humide. Actuellement le séchage du bois de construction, en particulier sous forme de planches, s'effectue le plus souvent avec de l'air chaud et nécessite des durées de séchage pouvant atteindre plusieurs jours. L'humidité résiduelle du bois est souvent excessive, de même que les rebuts à cause des déformations, des fentes, fissures ou gerces externes ou internes, ou encore à cause d'un décollement des noeuds. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des techniques antérieures, et d'obtenir aussi une plus grande rapidité du séchage, une augmentation substantielle des débits de bois séché et une faible humidité résiduelle, celle-ci devant en outre être uniformément répartie dans chaque planche. Il convient aussi d'éviter les défauts du bois constatés jusqu'à présent et qui viennent d'être rappelés. A cet effet, un procédé conforme à la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on utilise comme fluide séchant de la vapeur d'eau surchauffée (VES) à pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, et dont la circulation est forcée au moyen de ventilateurs à travers des piles de planches de bois séparées par des tasseaux, pour atteindre une vitesse de l'ordre de 4 à 8 m/s. Cette vapeur surchauffée est issue de l'eau vaporisée du bois surchauffée par apport calorifique extérieur. De préférence, l'installation présente la configuration d'un tunnel. Avec cette technique, on peut atteindre un débit de bois séché de l'ordre de 18 000 à 50 000 m3/an. Le procédé conforme à l'invention est également intéressant du point de vue énergétique, comme cela sera vu plus bas. On constate par ailleurs que grâce à l'utilisation de VES aux températures envisagées - de l'ordre de 120 à 1600C - le bois est amené dans un état plastique transitoire favorable, ce qui explique en particulier que les noeuds ne se décollent plus. Avantageusement aussi, un procédé conforme à l'invention pourra se caractériser en ce que, par rapport au sens de déplacement du bois dans ledit séchoir-tunnel, la circulation de ladite VES est forcée à cocourant, c'est-à-dire dans le même sens. On distingue généralement, pour l'eau contenue dans le bois, l'eau libre et l'eau liée. Grâce à la disposition définie ci-dessus, c'est-à-dire circulation à cocourant, on obtient globalement l'évaporation préalable de l'eau libre à une température supérieure à celle où est ensuite produite l'évaporation de l'eau liée, ce qui est encore favorable à une bonne qualité du bois séché. La présente invention concerne encore une installation de séchage destinée à mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini. A cet effet, une installation de séchage conforme à l'invention est essentiellement caractérisée en ce que ledit séchoir-tunnel est constitué d'une cellule de séchage composée de deux aires de stationnement, étanche par rapport à l'environnement, précédée d'un sas d'entrée et suivie d'un sas de sortie dans lesquels se succèdent des charges de planches de bois empilées en couches espacées par des tasseaux, ces piles étant chargées sur des cadres ou des chariots ou wagonnets propres à stationner les temps nécessaires en différentes zones du séchoir. Ainsi, les deux opérations consécutives mentionnées plus haut (évaporation de l'eau libre puis évaporation de l'eau liée) auront lieu pour chaque chariot en deux zones de stationnement qui se succèdent dans la cellule de séchage, dans le même sens que celui de la circulation de la vapeur surchauffée de séchage. La cellule de séchage étanche est de préférence protégée des excès de différence de pression avec l'environnement par un système de garde hydraulique. D'autres caractéristiques d'une installation conforme à l'invention vont maintenant apparaitre dans la description qui suit d'un exemple de réalisation nullement limitatif, faite avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'ensemble de l'installation à séchoir-tunnel ; et - la figure 2 montre un système à compression mécanique de vapeur, utilisable dans cette installation. Sur les figures, les références PO, P1, P2, P3 et P4 désignent les empilages de planches de bois à sécher, dans les différentes étapes successives de leur séchage. Le processus est quasi-continu, à savoir que quand une pile PO se trouve dans le sas d'entrée 1, les piles précédentes P1 et P2 se trouvent dans la cellule de séchage 2, et les piles encore précédentes P3 et P4 se trouvent dans le sas de sortie 3. Dans la cellule de séchage, les deux aires de stationnement mentionnées plus haut correspondent aux emplacements respectifs des piles P1 et P2 et sont à des températures différentes. Dans cette même figure 1, V désigne le ventilateur de mise en circulation de la vapeur surchauffée, et E désigne un échangeur de chaleur. Les mêmes références ont été adoptées sur la figure 2. Le sas d'entrée 1 constitue une zone de premier stationnement dans laquelle la température du bois est élevée, aux environs de 100"C. L'apport de chaleur nécessaire s'effectue par condensation de vapeur d'appoint. Cette phase de préchauffage permet l'élimination d'une partie de certains constituants du bois tels que résines, tanins, gaz incondensables. Le sas de sortie constitue une zone de stationnement final pendant lequel il y a homogénéisation des humidités résiduelles au sein de chaque planche de bois et entre les diverses planches. L'ajustement de la température dans le sas de sortie permet l'ajustement de l'humidité résiduelle selon une équation hygroscopique. Une ventilation forcée permet le cas échéant de favoriser le processus d'équilibrage. La régulation du processus fonctionne de la façon suivante Le débit principal de vapeur Q (figure 2) se désurchauffe à travers la pile P1 de la température T1 à la température T2, puis à travers la pile P2 de la température T2 à la température T3. La connaissance de la désurchauffe (T1 - T3) du débit Q permet de connaitre l'humidité résiduelle de la pile P2. Lorsque la désurchauffe T1 - T3 descend audessous d'une valeur déterminée, une translation des chariots est automatiquement commandée. La pile P4 (figure 1) est extraite du séchoir, chaque pile se déplaçant d'une zone amont à la zone aval immédiate. Une nouvelle pile PO est introduite dans le sas d'entrée 1. Le débit de vapeur q représente la quantité d'eau évaporée du bois extraite pour que la pression interne 2 reste constante. L'apport énergétique s'effectue par cession de chaleur dans l'échangeur E. Il s'agit habituellement de condensation de vapeur d'eau à une pression suffisante pour que la température T1 soit comprise entre 130 et 1600C adaptée au bois massif à sécher. Afin de diminuer la consommation d'énergie, on peut utiliser un système de compression mécanique de vapeur (CMV) du débit de vapeur q éventuellement augmenté d'un appoint. Cette vapeur est comprimée par un compresseur C puis condensée dans l'échangeur E. Dans ce cas, la pression p dans le séchoir est maintenue constante en agissant sur la variation du débit à l'aspiration du compresseur. La pression de refoulement du compresseur est réglée par un soutirage de vapeur et éventuellement de gaz incondensables en provenance du bois. Ce soutirage est renvoyé vers le sas d'entrée 1 pour participer au préchauffage du bois. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le séchage de bois massif humide par convection dans un séchoir-tunnel, caractérisé en ce que l'on utilise comme fluide séchant de la vapeur d'eau surchauffée (VES) à pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, dont la circulation est forcee à travers des piles de planches de bois séparées par des tasseaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation de la VES entre les planches de bois est forcée au moyen d'un ou de plusieurs ventilateurs, pour atteindre une vitesse de l'ordre de 4 à 8 m/s. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température de la VES est de l'ordre de 120 à 160 C environ. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, par rapport au sens de déplacement du bois dans ledit séchoir-tunnel, la circulation de ladite VES est forcée à cocourant, c'est-à-dire dans le même sens. 5. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit séchoir tunnel est constitué d'une cellule de séchage composée de deux aires de stationnement, étanche par rapport à l'environnement, précédée d'un sas d'entrée et suivie d'un sas de sortie dans lesquels se succèdent des charges de planches de bois empilées en couches espacées par des tasseaux, ces piles étant chargées sur des cadres ou chariots ou wagonnets propres à stationner les temps nécessaires en différentes zones du séchoir. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de commande automatique du transfert des piles de bois quand la différence des températures (T1-T3) régnant entre l'entrée et la sortie de cette cellule descend au-dessous d'une valeur déterminée, chaque pile (PO, Pî..) se déplaçant alors d'une zone à la zone immédiatement en aval. 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un compresseur (C) de vapeur alimenté par un débit (q) de vapeur provenant de ladite cellule (2) de séchage, ce compresseur (C) alimentant un échangeur de chaleur (E) disposé sur le trajet de circulation de la vapeur (Q) à l'intérieur de ladite cellule, de la chaleur étant ainsi récupérée dans l'échangeur, par condensation de la vapeur (q) sortant du compresseur, la pression (p) dans ladite cellule restant sensiblement constante. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu-'elle comporte une liaison de soutirage entre la sortie de l'échangeur (E) et ledit sas d'entrée (1) pour assurer le préchauffage du bois.