Brevet FR2778864A1 — publié le 19991126

1i 2778864 PROCEDE DE FABRICATION D'UN BOIS D'OEUVRE A HAUTE RESISTANCE La présente invention concerne un procédé pour fabriquer un bois d'oeuvre à haute résistance, dans lequel un bois d'oeuvre naturel est exposé à un rayonnement micro-onde, grâce à quoi l'humidité qu'il contient est vaporisée et évaporée, et le tissu cellulosique est ramolli et ensuite comprimé de façon que son volume soit réduit dans une propor- tion allant jusqu'a plus de 70% par rapport au volume d'origine, sans dé- truire le tissu du bois d'oeuvre, de façon à produire un bois d'oeuvre à haute résistance. Bien qu'il puisse y avoir diverses sortes de bois utilisables à titre de bois d'oeuvre, la présente invention consiste en un procédé de fabrication d'un bois d'oeuvre a haute résistance dans lequel on sélec- tionne à titre d'exemple un bois de pin qui a une valeur effective élevée d'un point de vue économique. Les principaux constituants du pin sont la cellulose, I'eau con- tenue dans des vaisseaux et la résine, et dans le cas o on élimine l'eau contenue dans les vaisseaux, une cavité est formée et cet espace occupe plus de 70% du volume total du bois. Comme représenté sur la figure 1, du fait que le bois a une structure de vaisseaux 1 qui est différente entre le bois ancien et le nou- veau bois, dans le cas du séchage ceci devient une cause de génération d'une contrainte due à la différence dans le processus de dilatation et de contraction sous l'effet de la chaleur. Cependant, en examinant la struc- ture de la cellulose 2, comme représenté sur la figure 2, on note que du fait que celle-ci est disposée uniformément dans la direction longitudinale et la direction latérale, on peut comprendre qu'il n'apparaît pas une con- trainte dans la cellulose elle-même. 2 2778864 Dans le tissu de pin ayant une telle caractéristique structurale, du fait que les vaisseaux disparaissent dans le cas o on comprime le tissu cellulosique 2 après avoir éliminé complètement les molécules d'eau à l'intérieur des vaisseaux 1, on peut réduire le volume dans une propor- tion allant jusqu'à plus de 70%, et le bois d'oeuvre comprimé est consti- tué par un bois d'oeuvre consistant en une agrégation de tissu cellulosi- que. Par conséquent, le bois d'oeuvre comprimé qui est ainsi formé a un tissu stable et il ne présente pas de déformation, et il devient un bois d'oeuvre à haute résistance dont la résistance mécanique et la du- reté sont environ 30 fois supérieures à celles du bois d'origine avant compression. Pour réaliser ceci, un but de la présente invention est atteint au moyen d'un procédé pour exposer à un rayonnement micro-onde du bois contenant de l'humidité, et pour éliminer par évaporation l'humidité qu'il contient et ramollir la cellulose et la comprimer en présence d'une cha- leur latente. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la descrip- tion se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue du tissu du bois de pin, La figure 2 est une vue agrandie et partielle du tissu cellulosi- que existant entre des vaisseaux, La figure 3 est une vue photographique agrandie et partielle du tissu correspondant à une coupe latérale de pin comprimé, La figure 4 est vue photographique agrandie et partielle du tis- su correspondant à une coupe latérale de pin comprimé, et La figure 5 est vue photographique agrandie et partielle du tis- su correspondant à une coupe latérale dans laquelle le pin comprimé est rétabli dans la condition d'origine. La présente invention obtient un bois d'oeuvre à haute résis- tance en humidifiant un bois de pin jusqu'à une humidité prédéterminée, par débitage, en l'exposant à un rayonnement micro-onde et en éliminant de force l'eau qui se trouve à l'intérieur des vaisseaux 1, en ramollissant 3 2778864 un tissu cellulosique, en comprimant le bois d'oeuvre par l'utilisation d'une presse hydraulique, en présence d'une chaleur latente dans ce bois, et en réduisant ainsi le volume du bois d'oeuvre dans une propor- tion allant jusqu'à plus de 70%. Lorsqu'on comprime le bois d'oeuvre en utilisant un tel procédé, du fait que les molécules d'humidité à l'intérieur du bois vibrent de ma- nière résonnante par l'action d'un rayonnement micro-onde ayant une fréquence identique à la fréquence de vibration libre des molécules d'eau, I'eau est évaporée et ensuite la vapeur évaporée est évacuée vers I'extérieur à travers des espaces dans le tissu cellulosique, le bois d'oeu- vre est séché sans destruction du tissu du pin et il devient un bois d'oeu- vre obtenu en vidant les vaisseaux 1, et une énergie de chaleur latente interne qui est produite à ce moment est transmise au tissu cellulosique, grâce à quoi le tissu cellulosique 2 qui forme les parois des vaisseaux est ramolli. A ce moment, lorsqu'on applique une pression d'environ 2,5 tonnes avec une presse hydraulique, le tissu cellulosique ramolli est comprimé et les vaisseaux 1 sont rétreints, ce qui fait qu'on peut obtenir un tissu de bois d'oeuvre comprimé, comme représenté sur la figure 4. Cependant, dans le cas ou une chaleur latente à l'intérieur du bois disparaît après l'élimination des molécules d'eau par le rayonnement micro-onde, du fait que le constituant consistant en cellulose est solidifié et restructuré, et ensuite la paroi des vaisseaux prend une structure plus résistante qu'à l'origine, lorsqu'une pression externe est appliquée la structure des vaisseaux est détruite, ce qui fait perdre la valeur du bois d'oeuvre, et par conséquent on ne peut pas obtenir un matériau ayant la résistance mécanique et la dureté désirées. Par conséquent, la compression doit être effectuée rapidement pendant que de la chaleur latente est présente à l'intérieur du bois d'oeuvre, et il a été efficace de terminer la compression en 60 secondes. Lorsqu'on fabrique un bois d'oeuvre comprimé en employant un tel procédé, le volume du bois d'oeuvre peut être réduit dans une propor- tion allant jusqu'à plus de 70% par rapport au volume du bois d'oeuvre d'origine, et une fois que la réduction est effectuée, une déformation ne se produit pas sans une opération de fabrication artificielle extérieure, et 4 2778864 du fait qu'on peut fixer la résistance mécanique et la dureté du bois d'oeuvre conformément au degré de réduction de volume, dans le cas o la réduction est maximale, on peut obtenir une amélioration allant jusqu'à environ 30 fois par rapport au bois d'oeuvre d'origine, et non seulement il est possible d'augmenter la résistance à la traction jusqu'à 10 fois celle du bois d'oeuvre d'origine, mais encore la structure intérieure du bois d'oeuvre d'origine n'est pas entièrement détruite (du fait que seule une déformation est effectuée), et lorsque le bois est immergé quand c'est nécessaire, du fait qu'un lent rétablissement à la condition d'origine (voir la figure 5) est possible, il est effectivement possible de fabriquer un bois d'oeuvre utile convenant pour l'utilisation, et par conséquent on obtient un avantage qui consiste dans la possibilité de l'utiliser utilement à titre de nouveau matériau dans un domaine industriel, aussi bien qu'à titre de matériau de construction. [I va de soi que de nombreuses modifications peuvent être ap- portées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'inven- tion. 2778864 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un bois d'oeuvre à haute résistance, caractérisé en ce qu'on débite un pin et on lui donne une humidité pré- déterminée, après quoi on l'expose à un rayonnement micro-onde pen- dant une durée prédéterminée, de façon que l'humidité contenue à l'intérieur du bois d'oeuvre soit évacuée de manière forcée, grâce à quoi le tissu cellulosique est ramolli, et on le comprime ensuite avec une presse hydraulique (2,5 tonnes) pendant qu'une chaleur latente est encore pré- sente à l'intérieur, grâce à quoi le volume du bois d'oeuvre est réduit dans une proportion allant jusqu'à 70% du volume d'origine. 2. Procédé de fabrication d'un bois d'oeuvre à haute résistance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement micro- onde est capable de traiter du bois débit ayant des dimensions de 7 x 5 x cm, la fréquence d'oscillation a 100% d'humidité est de 2450 MHz, la puissance de sortie micro-onde est de 500 W, et l'humidité du bois d'oeuvre peut être évaporée par une exposition de 5 minutes.