Brevet FR2905627A1 — publié le 20080314

L'invention concerne un procédé de fabrication de pièces de bois densifié, notamment de granules de bois ou de bûchettes de bois, destinées à l'alimentation de tout type de foyer à bois. De plus en plus de ménages souhaitent s'équiper de dispositif de chauffage utilisant des matières renouvelables et moins polluantes que les combustibles fossiles. Les foyers à granules de bois ou à bûchettes de bois sont un exemple de ce type de dispositif de chauffage. Les pièces de bois densifié sont fabriquées à partir des déchets de l'industrie du bois, par exemple, à partir de sciure récupérée de scieries, et ne nécessitent donc pas la coupe spécifique des arbres. Les granules de bois, par exemple, sont utilisées dans des poêles à granules, des chaudières à granules ou des poêle-chaudières. Les granules possèdent un pouvoir calorifique élevé. A titre d'exemple, deux kilogrammes de granules de bois produisent la même quantité d'énergie qu'un litre de fuel. La combustion des granules produit de la cendre recueillie dans un bac qui nécessite d'être vidé de façon régulière. Les granules de bois se présentent sous la forme de petits cylindres obtenus par compression de la sciure de bois sans qu'aucune colle ne soit nécessaire pour assurer leur cohésion. Un exemple de procédé de fabrication de granules de bois comprend tout d'abord une étape de collecte de la matière première dans les usines de transformation du bois. Il s'agit de déchets de bois provenant des scieries. Les déchets de bois sont séchés jusqu'à un taux d'humidité déterminé puis réduits en fines particules. Les particules ainsi obtenues sont chauffées à l'aide de vapeur puis introduites dans des presses dans lesquelles des rouleaux forment des granules. Cette étape est réalisée à très haute température. Les granules sont ensuite refroidies puis passées sur des tamis de façon à enlever les poussières et les particules fines. Il est connu que l'écorce réduit le pouvoir calorifique du bois. De plus, la présence d'écorce dans les granules ou les bûchettes de bois conduit à la production de plus de 5 % de cendres après combustion. Il n'est donc pas souhaitable que les pièces de bois densifié destinées à la combustion contiennent de l'écorce. D'une façon générale, l'écorce est considérée comme un sous-produit de l'industrie du bois et est ôtée des grumes par un procédé d'écorçage. Le bois mis ainsi à nu est appelé bois écorcé à blanc. 2905627 2 La plupart des procédés de fabrication de pièces de bois densifié, tels que celui qui est décrit ci-dessus, utilise comme matière première des déchets de bois ou de grume ayant subi au préalable un écorçage. Ces procédés de fabrication présentent ainsi l'inconvénient d'être dépendants de matières premières en provenance de scieries 5 pratiquant l'écorçage. De plus, les procédés d'écorçage de grumes ne permettent pas d'ôter la totalité de l'écorce et sont très onéreux. On connaît un procédé de fabrication de pulpe de bois réalisé à partir de déchets provenant de bois non écorcé et dont au moins une étape est utilisée pour la séparation de l'écorce du reste du bois. Dans ce procédé, les copeaux de bois sont sélectionnés en 10 fonction de leur taille sur des tamis successifs. Les copeaux sont ensuite passés entre des billes en rotation pour séparer l'écorce du bois. L'écorce externe se désagrège à ce stade en fines particules. L'écorce externe, l'écorce interne et le bois sont ensuite passés sur des tamis successifs qui permettent de filtrer les particules d'écorce externe et de les éliminer. L'écorce interne et le bois sont ensuite séparés dans une solution 15 liquide, telle que de l'eau, en fonction de leur densité respective, au cours d'une ou de deux étapes. La densité du bois à blanc étant inférieure à celle de l'écorce interne, le bois à blanc flotte en surface du liquide et peut être récupéré. L'écorce interne coule au fond du récipient. Bien qu'efficace, un tel procédé est cependant contraignant à mettre en place 20 puisqu'il nécessite l'installation de cuves, un dispositif d'arrivée d'eau et un système de pompe. De plus, l'eau peut être absorbée par le bois à blanc ce qui a pour effet l'augmentation de sa densité. Le bois à blanc coule alors au fond de la cuve avec l'écorce interne. Enfin, le bois récupéré nécessite d'être séché avant l'étape de compression du procédé de fabrication des pièces de bois densifié. 25 Le but de la présente invention est de proposer un nouveau procédé de fabrication de pièces de bois densifié, notamment de granules de bois ou de bûchettes de bois, qui ne présente pas de tels inconvénients. A cet effet, un procédé de fabrication de pièces de bois densifié pour tout type de foyer à bois, à partir de déchets de l'industrie du bois, notamment de bois 30 comportant une écorce, selon l'invention, comporte les étapes suivantes : - une étape de broyage grossier desdits déchets de bois destinée à séparer les particules d'écorce des particules de bois, - une étape de séchage destinée à désagréger des particules d'écorce, 2905627 3 - une étape de tamisage réalisée à l'aide d'un tamis sous agitation destinée à éliminer les particules d'écorce désagrégées au cours de l'étape de séchage, - une étape de compression des particules de bois destinée à façonner lesdites pièces de bois densifié, 5 - une étape de refroidissement desdites pièces de bois densifié, - une étape d'ensachage desdites pièces de bois densifié, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une étape d'aspiration des particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage réalisée en parallèle avec ladite étape de tamisage. 10 Un tel procédé permet d'utiliser tous types de déchets de bois comme matière première et non uniquement les déchets en provenance de scieries dont le bois a été écorcé. Le procédé selon l'invention permet la fabrication de pièces de bois densifié de très bonne qualité puisque l'écorce responsable de la baisse du pouvoir calorifique du bois a été retirée. Enfin le procédé selon l'invention permet de fabriquer des pièces de 15 bois densifié qui limitent la production de cendres après combustion. Selon une caractéristique de l'invention, ladite étape de séchage des particules est réalisée par de l'air chaud produit par une chaudière à bois. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites particules d'écorce désagrégées au cours de ladite étape de séchage et éliminées au cours de l'étape de 20 tamisage et lesdites particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage et aspirées au cours de ladite étape sont recyclées au cours d'une étape de recyclage de manière à alimenter ladite chaudière à bois. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite étape d'aspiration des particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage est réalisée à 25 l'aide d'un aspirateur pinceau disposé au dessus dudit tamis utilisé lors de ladite étape de tamisage. Avantageusement, ledit procédé comporte en outre une étape de tamisage entre ladite étape de refroidissement et ladite étape d'ensachage. Avantageusement encore, ledit procédé comporte une étape de broyage fin 30 desdites particules de bois de manière à obtenir de la sciure avant ladite étape de compression. La présente invention concerne, de plus, une installation de fabrication de pièces de bois densifié pour tout type de foyer à bois, à partir de déchets de l'industrie du bois, notamment de bois comportant une écorce, ladite installation comportant : 2905627 4 - des moyens de broyage grossier desdits déchets de bois destinés à séparer les particules d'écorce des particules de bois, - des moyens de séchage destinés à désagréger des particules d'écorce au cours d'une étape de séchage, 5 - un tamis sous agitation destiné à éliminer les particules d'écorce désagrégées au cours de ladite étape de séchage, - une presse pour la compression des particules de bois destinée à façonner lesdites pièces de bois densifié, -des moyens de refroidissement desdites pièces de bois densifié, 10 - des moyens d'ensachage desdites pièces de bois densifié. Selon l'invention, cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte de plus des moyens d'aspiration destinés à aspirer des particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage qui sont disposées au dessus dudit tamis. Selon une caractéristique de l'invention, lesdits moyens d'aspiration 15 comportent un aspirateur pinceau disposé au dessus dudit tamis et qui s'étend sur la totalité de la largeur dudit tamis. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite installation comporte en outre des moyens de broyage fin desdites particules de bois. De façon avantageuse, lesdits moyens de séchage des particules comportent une 20 chaudière à bois alimentée par lesdites particules d'écorce désagrégées au cours de l'étape de séchage et lesdites particules d'écorce non désagrégées et aspirées au cours de ladite étape d'aspiration. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de 25 réalisation, ladite description étant faite en relation avec la figure unique jointe qui représente une installation de fabrication de pièces de bois densifié et illustre schématiquement les étapes d'un procédé de fabrication de pièces de bois densifié selon l'invention. Des déchets de bois 100, de tout type de bois tel que des bois de feuillus, de 30 résineux ou des plantes ligneuses telles que le chanvre, avec ou sans écorce, en provenance d'industries du bois telles que des scieries ou en provenance des collectivités, des collectes de déchets verts des municipalités, des exploitations agricoles ou forestières ou encore provenant de palettes de bois broyées sont utilisés 2905627 5 comme matière première et stockés dans une trémie 1. Ainsi, les déchets de bois 100 utilisés peuvent également comporter des feuilles. Les déchets de bois 100 sont ensuite broyés dans un broyeur par exemple du type à marteaux au cours d'une étape E 1. Cette étape de broyage grossier permet de 5 réduire les déchets de bois 100 en grosses particules, par exemple, de 10 à 12 mm de diamètre. Au cours de cette étape El de broyage grossier, les particules d'écorce se séparent des particules de bois. Ces dernières sont appelées micro chips. Le broyeur 2 est équipé d'une grille 3 à sa sortie, laquelle comporte des trous d'un diamètre prédéterminé, en général une ou plusieurs dizaines de millimètres. 10 Les particules de bois et les particules d'écorce qui passent au travers de la grille 3 sont ensuite dirigées par l'intermédiaire d'une vis sans fin 5 à l'intérieur d'un séchoir 4 dans lequel est réalisée une étape de séchage E2. La vis sans fin 5 est avantageusement équipée d'un aimant prévu pour retenir les éléments ferreux pouvant se trouver dans la matière première 100. Le séchoir 4 est alimenté par une chaudière à 15 bois 6 qui souffle de l'air à une température interne de l'ordre de 450 C. L'étape de séchage E2 permet de réduire le taux d'humidité des particules de bois à un taux inférieur à 10 %. Certaines particules d'écorce, en particulier les particules qui contiennent un fort taux de minéraux, sont désagrégées au cours de cette étape de séchage E2. La quantité 20 de minéraux présente dans l'écorce dépend généralement de la nature et de l'âge du bois. Les particules de bois et les particules d'écorce, une fois séchées, sont transférées dans un cyclone 7 par l'intermédiaire d'un dispositif d'aspiration 8. La sortie du cyclone 7 est en communication avec une vis sans fin 9 qui transporte les 25 particules de bois et les particules d'écorce sur un tamis 10, lequel est placé sous agitation. L'agitation du tamis 10 permet de séparer physiquement les particules de bois et les particules d'écorce au cours d'une étape E3. Les particules d'écorce qui se sont désagrégées au cours de l'étape de séchage E2, mais également de la poussière qui 30 était naturellement présente jusque-là, passent au travers du tamis 10 et sont aspirées dans un autre cyclone 11 au moyen d'un dispositif d'aspiration 23 interne au cyclone 11. Les particules de bois, par contre, ne passent pas au travers du tamis 10. Les particules d'écorce qui ne se sont pas désagrégées au cours de l'étape de séchage E2 ne passent pas elles non plus au travers du tamis 10. 2905627 6 Les particules de bois et les particules d'écorce non désagrégées peuvent être séparées en fonction de leur masse respective. En effet, les particules d'écorce possèdent une masse inférieure à la masse des particules de bois et peuvent être aspirées au cours d'une étape d'aspiration E4 par un aspirateur pinceau 13 qui est 5 disposé au-dessus du tamis 10 et qui s'étend sur la totalité de la largeur du tamis 10. La distance entre l'aspirateur pinceau 13 et le tamis 10, ainsi que le débit d'air de l'aspirateur 13, varient l'un en fonction de l'autre ainsi qu'en fonction de la taille des particules et peuvent être déterminés et adaptés par l'homme du métier. Les particules d'écorce aspirées au cours de l'étape E4 sont ensuite dirigées dans 10 le cyclone 11. De façon avantageuse, les particules d'écorce vont servir à alimenter la chaudière à bois 6 et sont ainsi dirigées, au cours d'une étape de recyclage E10, par l'intermédiaire d'une vis sans fin 14, du cyclone 11 à la chaudière à bois 6. Le tamis 10 est incliné au dessus d'un affineur 12, ou broyeur à marteaux, dans 15 lequel sont dirigées les particules de bois. L'affineur 12 permet un broyage fin des particules de bois qui sont alors réduites en sciure (étape E5). A la sortie de l'affineur 12, la sciure est transportée dans un cyclone 15, au moyen d'un dispositif d'aspiration 24 interne à ce dernier, puis dirigée dans une presse 16 par l'intermédiaire d'une vis sans fin 17. 20 La presse 16, connue de l'homme du métier, permet de former des granules à partir de la sciure au cours d'une étape E6. A la sortie de la presse 16, un tapis 18 transporte les granules dans un refroidisseur 19. Une fois refroidies pendant une étape de refroidissement E7, les granules 25 passent sur un tamis 20 inclinés. Des granules qui se sont par exemple fractionnées à la sortie de la presse 16 passent au travers du tamis 20 au cours d'une étape de tamisage E8, et sont réacheminées dans la presse 16 par l'intermédiaire d'une vis sans fin 21. Les granules ne passant pas au travers du tamis 20 sont transportées jusque dans une trémie d'ensachage 22, par exemple, par l'intermédiaire d'un élévateur 23, 30 dans laquelle a lieu une étape d'ensachage E9. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le procédé permet la fabrication de bûchettes de bois. Un tel procédé est identique au procédé décrit ci-dessus à l'exception de l'étape de broyage fin dans l'affineur 12 qui est supprimée. 2905627 7 L'homme du métier comprendra que la presse 16 doit être adaptée en fonction des pièces de bois densifié devant être fabriquées. Par exemple, les bûchettes de bois se présentant sous la forme de cylindre, de carré ou de cube et les granulés se présentant sous la forme de cylindre de taille inférieure, la presse 16 utilisée dans leur 5 procédé de fabrication respectif n'est pas la même. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de pièces de bois densifié pour tout type de foyer à bois, à partir de déchets de l'industrie du bois, notamment de bois comportant une écorce, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - une étape de broyage grossier (El) desdits déchets de bois destinée à séparer 5 les particules d'écorce des particules de bois, - une étape de séchage (E2) destinée à désagréger des particules d'écorce, - une étape de tamisage (E3) réalisée à l'aide d'un tamis sous agitation destinée à éliminer les particules d'écorce désagrégées au cours de l'étape de séchage (E2), - une étape de compression (E6) des particules de bois destinée à façonner 10 lesdites pièces de bois densifié, - une étape de refroidissement (E7) desdites pièces de bois densifié, - une étape d'ensachage (E9) desdites pièces de bois densifié, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une étape d'aspiration (E4) des particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage (E2) réalisée en parallèle 15 avec ladite étape de tamisage (E3). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de séchage (E2) des particules est réalisée par de l'air chaud produit par une chaudière à bois. 20 3) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules d'écorces désagrégées au cours de ladite étape de séchage (E2) et éliminées au cours de l'étape de tamisage (E3) et lesdites particules d'écorces non désagrégées au cours de ladite étape de séchage (E2) et aspirées au cours de ladite 25 étape (E4) sont recyclées au cours d'une étape de recyclage (El0) de manière à alimenter ladite chaudière à bois. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape d'aspiration (E4) des particules d'écorces non désagrégées au 30 cours de ladite étape de séchage (E2) est réalisée à l'aide d'un aspirateur pinceau (13) disposé au-dessus dudit tamis utilisé lors de ladite étape de tamisage (E3). 2905627 9 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de tamisage (E8) entre ladite étape de refroidissement (E7) et ladite étape d'ensachage (E9). 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de broyage fin (ES) desdites particules de bois de manière à obtenir de la sciure avant ladite étape de compression (E6). 7) Installation de fabrication de pièces de bois densifié pour tout type de foyer à bois, à partir de déchets de l'industrie du bois, notamment de bois comportant une écorce, ladite installation comportant : - des moyens de broyage grossier (2) desdits déchets de bois (100) destinés à séparer les particules d'écorce des particules de bois, - des moyens de séchage (4) destinés à désagréger des particules d'écorce au cours d'une étape de séchage (E2), - un tamis (10) sous agitation destiné à éliminer les particules d'écorce désagrégées au cours de ladite étape de séchage (E2), - une presse (16) pour la compression des particules de bois destinée à façonner lesdites pièces de bois densifié, - des moyens de refroidissement (19) desdites pièces de bois densifié, - des moyens d'ensachage (22) desdites pièces de bois densifié, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus des moyens d'aspiration destinés à aspirer des particules d'écorce non désagrégées au cours de ladite étape de séchage (E2) qui sont disposés au dessus dudit tamis (10). 8) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens d'aspiration comportent un aspirateur pinceau (13) disposé au-dessus dudit tamis (10) et s'étend sur la totalité de la largeur dudit tamis (10). 9) Installation selon l'une des revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de broyage fin (12) desdites particules de bois. 10) Installation selon l'une des revendication 7 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de séchage (4) des particules comportent une chaudière à bois 2905627 10 alimentée par lesdites écorces désagrégées au cours de l'étape de séchage (E2) et lesdites particules d'écorce non désagrégées et aspirées au cours de ladite étape d'aspiration (E4).