Brevet FR2863537A1 — publié le 20050617

PROCEDE DE SCIAGE DE MERRAINS La présente invention se rapporte à un procédé d'obtention de merrains par sciage d'une bille de bois. Les merrains sont des planches utilisées en tonnellerie pour la fabrication de tonneaux ou barriques et obtenues par débitage de billons 5 généralement de chênes. Le débitage traditionnel des billons consiste à fendre un billon en demibillon, puis à débiter par sciage chaque demi-billon en quartiers, chaque quartier étant ensuite débité pour en obtenir une ou plusieurs planches. Une telle méthode génère énormément de déchets qui peuvent atteindre 80% de la matière première si l'on ne retient que les planches débitées dans le sens des rayons médullaires, c'est-à-dire dans le fil du bois, ce type de planches conférant aux futures douelles dont l'assemblage forme le tonneau, les meilleures propriétés oenologiques et d'étanchéité. Par le document FR 2 750 636, on connaît une technique de sciage de billons consistant à débiter le billon en deux demi-billons, puis chaque demi-billon en deux demi-quartiers, puis chaque demi-quartier en deux huitième de billon et ainsi de suite, à partir de chaque demi-billon deux traits de coupe parallèles aux rayons médullaires étant réalisés dans chaque fragment de billon pour obtenir une planche. Ce procédé permet, certes, d'obtenir des planches débitées dans le sens des rayons médullaires, mais au prix d'une productivité très réduite et d'un coût de fabrication exorbitant du fait des nombreuses manipulations à effectuer et de l'impossibilité d'industrialiser ou d'automatiser un tel procédé, chaque obtention d'une planche dédoublant le fragment traité en deux parties séparées qu'il faut alors reprendre individuellement pour être à leur tour débitées. La présente invention a pour but de proposer une méthode de sciage plus rationnelle, plus simple à mettre en oeuvre et susceptible d'une véritable automatisation en améliorant substantiellement la productivité tout en réduisant très sensiblement les déchets. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de sciage de merrains à partir d'un billon notamment de chêne, préalablement fendu en au moins deux parties, à savoir demi-billons ou quartiers, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer un schéma de découpe de chaque demi-billon ou quartier, divisant ce dernier en secteurs élémentaires, à l'intérieur de chacun desquels sont délimités deux planches de tailles différentes et à débiter chaque demi-billon ou quartier progressivement secteur par secteur, suivant des plans de découpes parallèles aux rayons médullaires sur les deux faces semi-circulaires opposées dudit demi-billon ou quartier, le débitage en deux planches de chaque secteur étant réalisé avant le débitage du secteur suivant. Suivant un premier mode de mise en oeuvre du procédé, les plans de découpe séparant les secteurs sont des plans radiaux, les deux planches de chaque secteur sont accolées, la plus petite précédant la plus grande selon le sens de débitage du demi-billon ou quartier et l'une des faces de la grande planche étant confondue avec le plan de découpe du secteur, le demi-billon ou quartier étant débité suivant un cycle de découpe du premier secteur comprenant les étapes suivantes: a) découpe du déchet du premier secteur selon un plan parallèle au plan de découpe de ce premier secteur distant de l'axe du demi-billon ou quartier d'une valeur égale à l'épaisseur cumulée des deux planches du secteur, b) découpe de la petite planche selon un plan parallèle à la découpe précédente, distant de l'axe du demi-billon ou quartier d'une valeur égale à l'épaisseur de la grande planche, c) découpe de la grande planche, selon un plan parallèle à la découpe précédente, confondu avec le plan de découpe du premier secteur, d) puis, éloignement du plan de travail de la scie de l'axe du demibillon ou quartier d'une distance égale à l'épaisseur cumulée des deux planches du secteur suivant, et répétition des étapes a) à d) pour débiter le deuxième secteur, puis les autres secteurs successivement, les opérations de délignage et dressage des planches étant effectuées après débitage desdits secteurs. Suivant un second mode de mise en oeuvre du procédé, les plans de découpe des secteurs sont tangents à un cercle concentrique à l'axe du demibillon ou quartier et de diamètre égal à l'épaisseur de la plus grande des deux planches, l'une des faces de cette dernière étant confondue avec un plan de découpe, cependant que la plus petite planche est disposée avec son plan médian contenant l'axe du demi-billon ou quartier, ce dernier étant débité suivant un cycle de découpe du premier secteur comprenant des étapes suivantes: a) découpe de la grande planche, b) découpe du premier déchet du secteur, c) découpe du secteur selon un plan confondu avec le plan de découpe dudit secteur, et répétition des étapes a) à c) pour débiter le deuxième secteur, puis les autres secteurs successivement, les opérations de délignage et dressage des planches étant effectuées après débitage desdits secteurs. On va maintenant décrire plus en détail les modes opératoires ci-dessus en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: Figure 1 est une vue en bout d'un demi-billon sur la face duquel est tracé un schéma de découpe selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention; Figure 2 illustre les diverses étapes de débitage pas à pas du demi-billon de la figure 1; - Figure 3 est une vue en bout d'un demi-billon sur la face duquel est tracé un schéma de découpe selon un second mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, et Figures 4 et 5 illustrent les étapes de débitage pas à pas du 5 demi-billon de la figure 3. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un demi-billon dont le plan de coupe 2 passe par l'axe 3 du billon. Le schéma de découpe du demi-billon 1 définit une succession de secteurs identiques S1 à S2. Le nombre des secteurs dépend du diamètre du billon et de la taille des planches à découper dans chaque secteur. Le débitage optimal est celui qui permet d'inscrire dans chaque secteur deux planches de taille inégale, à savoir une grande planche P et une petite planche p, correspondant à deux planches de dimensions normalisées par la tonnellerie, par exemple, une planche P de largeur 130mm et d'épaisseur 32mm et une planche p de largeur 50mm et d'épaisseur 27mm, les longueurs correspondant à celle du demi-billon 1 pouvant évoluer entre 470 et 1 170mm. Sur la figure 1, le nombre maximal de secteurs est douze, le reste du demi-billon constituant un secteur mort 4 inutilisable qui sera débité et mis au rebut. En Cl, C2, C3, ..., C12 sont représentés les plans de découpe des différents secteurs S1 à S12, qui sont tous des plans radiaux passant par l'axe 3 du billon. La distribution des planches P, p dans chaque secteur est la même, à savoir une petite planche p accolée à une grande planche P dont la face opposée à la petite planche est confondue avec le plan de coupe séparant deux secteurs consécutifs. C'est ainsi que la petite planche p du premier secteur S1 est séparée de la face 2 par un déchet 5 en forme de petit secteur de section triangulaire, qu'un deuxième déchet 6 également en forme de secteur triangulaire un peu plus important que le déchet 5 existe dans le prolongement de la petite planche p et qu'un troisième déchet 7 aussi en forme de secteur triangulaire existe dans le prolongement de la grande planche P. Enfin, en 8 est tracé un demi-cercle délimitant extérieurement l'aubier et qu'il conviendra également d'éliminer par une opération bien connue dénommée délignage. Conformément à l'invention, on va débiter le demi-billon 1 en le découpant en suivant le schéma de la figure 1 par sciage suivant des plans de découpe qui vont respecter ledit schéma, ces plans de découpe étant parallèles à l'axe 3 du billon, la face du demi-billon opposée à celle représentée en figure 1 étant soumise à un schéma de débitage correspondant exactement à celui de la figure mais inversé. Le processus de débitage opère de manière cyclique en commençant par le secteur S1 et se reproduisant pour chaque secteur suivant jusqu'au secteur S12. La figure 2 illustre à l'étape D la position de départ et en I, Il et III les trois étapes d'un cycle de débitage du premier secteur S1 étant entendu qu'à des fins d'explication du procédé, on va considérer que l'on utilise pour le sciage du demi-billon 1 une scie circulaire dont le plan de travail D est horizontal et fixe et que le demi-billon 1 est mobile en éloignement par rapport à la scie et en rotation autour de son axe 3. La première étape I du cycle consiste à effectuer la découpe du déchet 5 du secteur S1 en éloignant l'axe 3 du demi-billon 1 du plan de travail S de la scie d'une distance d égale à l'épaisseur cumulée des planches P et p et en faisant pivoter le demi-billon 1 autour de son axe 3 d'un angle égal à celui du secteur S 1 en sorte de placer la scie (S) à hauteur de la face inférieure de la petite planche p. Dès le déchet 5 enlevé, la scie 5 est rapprochée (étape II) de l'axe 3, sa distance d' à l'axe 3 étant égale à l'épaisseur de la grande planche P. Après enlèvement de la planche p, avec son déchet 6, la scie 5 est amenée (étape III) à hauteur de l'axe 3 afin de débiter suivant la coupe Cl (figure 1) la grande planche P de secteur S1, avec son déchet 7. Les déchets 6 et 7 ainsi que les flaches 9 (figure 1) attachés aux planches P et p sont enlevés ultérieurement lors du délignage et du dressage des planches. Les trois étapes suivantes IV, V et VI reproduisent le cycle des étapes I, Il et III et concernent le deuxième secteur S2 qui est débité de la même manière que le premier, après rotation du demi-billon 1, entre les étapes III et IV, d'un angle correspondant à celui du secteur S2. On procède ainsi successivement pour tous les secteurs S1 à S12, par cycle de trois étapes, répété autant de fois que nécessaire comme illustré par la figure 2. La troisième étape du dernier cycle est l'étape finale F de séparation de la grande planche P du dernier secteur S12 du déchet 4. La figure 3 illustre un second mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, dans lequel le demi-billon 1' est divisé en secteurs analogues aux secteurs S à S12 de la figure 1, à savoir contenant chacun une grande planche P' et une petite planche p', mais avec cette différence que ce sont les plans médians des planches P' et p' qui sont confondus avec des plans radiaux du demi-billon 1'. On a représenté sur la figure 3 un premier secteur S'l dont les plans médians, respectivement M et m, des planches P' et p' passent par l'axe 3' du demi-billon 1'. Les différents secteurs S'l à S' 10 sont individualisés par des plans de coupe, C'l à C' 1 0, qui ne sont plus radiaux comme les plans C 1 à C12 du schéma de débitage de la figure 1, mais tangents à un cercle 10 centré sur l'axe 3 et de diamètre égal à l'épaisseur de la grande planche P'. En 8', est représenté la limite séparant l'aubier 9'. Chaque secteur S'1 à S'10 comporte deux déchets symétriques 11 et 25 12 en forme de secteur de part et d'autre de la petite planche p', un déchet 13 en forme de secteur dans le prolongement de la petite planche p' et un déchet 14 dans le prolongement de la grande planche P'. Le débitage des secteurs S'l à S' 10 est opéré successivement en répétant pour chaque secteur un même cycle d'opérations que l'on va 30 maintenant décrire. Selon le schéma de la figure 3 le débitage des secteurs commence au plan de coupe C'l, la zone 15 du demi-billon 1' étant une zone préparatoire. La première étape A de cette zone 15 est une phase de réalisation d'une face dressée, propre, de référence, visant à éliminer des déchirures (demi-face 2') dues au fendage. Cette étape correspond à l'enlèvement du déchet 5 du plan de découpe 5 de la figure 1. La deuxième étape B vise à définir un plan de coupe Co tangentant le cercle 10. La troisième étape C, enfin, de la zone 15, est une phase d'ajustementoptimisation en sorte d'inscrire le dernier secteur à débiter S'10 au mieux par 10 rapport à la demi-face finale 2". Bien entendu, si le secteur correspondant à l'étape C s'avère suffisant, on pourra y inscrire un secteur supplémentaire qui sera alors le premier secteur à être débité conformément au procédé de l'invention. Les étapes B et C permettent la récupération de deux planches individuelles 16 et 17 de largeur inférieure à celle des planches P'. Les figures 4 et 5 illustrent les différents éléments débités par sciage du demi-billon 1' après le secteur 15. Sur la figure 4, on a représenté l'élément débité n 1 dans lequel se trouve la planche P' du premier secteur S'1. Le débitage du secteur est effectué suivant trois plans de découpe, à savoir, un premier plan confondu avec la face de la planche p' et débitant le déchet 11 (élément n 2) et un second plan (C'2) débitant l'élément n 3 comprenant la petite planche p' et les déchets 12 et 13. Les opérations de délignage et de dressage des éléments n 1 et 3 seront effectués postérieurement. Ce cycle va se répéter pour chaque secteur suivant jusqu'au secteur S'10. Pour réaliser le plan de découpe on procédera comme pour le demi-billon de la figure 1, par déplacement relatif entre la scie (non représentée) et le demi-billon 1' (rotation du demi-billon 1' autour de son axe 3' et modification de l'éloignement du plan de travail de la scie par rapport à l'axe de rotation du demi-billon 1'). Ce second mode de sciage permet d'obtenir des planches P', p' encore plus dans le fil du bois que les planches P, p du mode de la figure 1 puisque le plan médian M, m des planches est un plan radial du billon. II est à noter qu'au lieu d'opérer sur un demi-billon, on peut bien entendu refendre suivant la nature du bois chaque demi-billon en plusieurs quartiers qui seront traités individuellement de la même manière que les demi-billons 1, 1'. Le procédé de sciage selon l'invention, dans ses deux variantes opératoires, permet un débitage simple, rapide, susceptible d'être automatisé et procure donc un gain de productivité très important, avec un taux de déchet très réduit tout en produisant des planches d'excellentes qualités. 9 REVENDICATIONS 1. Procédé de sciage de merrains à partir d'un billon notamment de chêne, préalablement fendu en au moins deux parties, à savoir demi-billons ou quartiers, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer un schéma de découpe de chaque demi-billon (1, 1') ou quartier, divisant ce dernier en secteurs élémentaires (Si à S12; S' l à S' 10), à l'intérieur de chacun desquels sont délimités deux planches (P,p; P',p') de tailles différentes et à débiter chaque demi-billon ou quartier progressivement secteur par secteur, suivant des plans de découpes (Cl à C12; C' l à C'10) parallèles aux rayons médullaires sur les deux faces semi-circulaires opposées dudit demi-billon (1;1') ou quartier, le débitage en deux planches de chaque secteur étant réalisé avant le débitage du secteur suivant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plans de découpe (Cl à C12) séparant les secteurs (Si à S12) sont des plans radiaux, les deux planches (P, p) de chaque secteur sont accolées, la plus petite (p) précédant la plus grande (P) selon le sens de débitage du demi-billon (1) ou quartier et l'une des faces de la grande planche (P) étant confondue avec le plan de découpe du secteur, le demi-billon (1) ou quartier étant débité suivant un cycle de découpe du premier secteur (S1) comprenant les étapes suivantes a) découpe du déchet (5) du premier secteur (Si) selon un plan parallèle au plan de découpe (C1) de ce premier secteur distant de l'axe (3) du demi-billon ou quartier d'une valeur égale à l'épaisseur cumulée des deux planches (P, p) du secteur, b) découpe de la petite planche (p) selon un plan parallèle à la découpe 25 précédente (Cl), distant de l'axe (3) du demi-billon (1) ou quartier d'une valeur égale à l'épaisseur de la grande planche (P), c) découpe de la grande planche (P), selon un plan parallèle à la découpe précédente, confondu avec le plan de découpe (Cl) du premier secteur, d) puis, éloignement du plan de travail de la scie (5) de l'axe (3) du demi-billon (1) ou quartier d'une distance égale à l'épaisseur cumulée des deux planches (P, p) du secteur suivant (S2), et répétition des étapes a) à d) pour débiter le deuxième secteur (S2), puis les autres secteurs (S3 à S12) successivement, les opérations de délignage et dressage des planches (P, p) étant effectuées après débitage desdits secteurs. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plans de découpe (C' 1 à C' 10) des secteurs (S' l à S' 10) sont tangents à un cercle (10) concentrique à l'axe (3') du demi-billon (1') ou quartier et de diamètre égal à l'épaisseur de la plus grande (P') des deux planches (P', p'), l'une des faces de cette dernière étant confondue avec un plan de découpe, cependant que la plus petite planche (p') est disposée avec son plan médian (m) contenant l'axe (3') du demi-billon ou quartier, ce dernier étant débité suivant un cycle de découpe du premier secteur (S'1) comprenant les étapes suivantes: a) découpe de la grande planche (P'), b) découpe du premier déchet (Il) du secteur (S'1), c) découpe du secteur (S'1) selon un plan confondu avec le plan de découpe (C'2) dudit secteur (S'1), et répétition des étapes a) à c) pour débiter le deuxième secteur (S'2), puis les autres secteurs (S'3 à S'10) successivement, les opérations de délignage et dressage des planches (P', p') étant effectuées après débitage desdits secteurs.