Brevet FR3033137A1 — publié le 20160902

H IOCEDE DE FAIU3ICATION DE MEI} 1.-%1NS A PARTIR DE QUARTIERS DE BOIS ET INSTALLATION CORRESPONDANTE La présente invention concerne un procédé de fabrication de merrains à partir de quartiers de bois, ainsi que l'installation cr7recpondante. Un merrain est une planche ois obtenue ar fendage ou sciage du bois selon une direction parallèle au fil iu bois. L'expression fil du bois » désigne la direction générale des fibres du bois, étant entendu qu'il s'agit d'une direction moyenne, orientée sensiblement selon l'axe longitudinal de l'arbre, chaque fibre pouvant être orientée selon une direction plus ou moins proche du fil. Pour information, lorsque les planches sont obtenues par sciage d'une bille ou d'un billon selon un même plan longitudinal, c'est-à-dire orienté selon l'axe longitudinal du billon ou de la bille, on parle de d sur plot. Pour mémoire, une bille ou billon désigne un tronc ou une partie de tronc d'arbre ébranché, éventuellement écorcé. Dans le domaine de la tonnellerie, que ce soit pour des tonneaux, des barriques, des cuves ou de grands tonneaux dénommés foudres, on utilise des merrains ou des planches qui, une fois travaillé(e)s et prêt(e)s à être assemblé(e)s, sont appelé(e)s douelles. Pour réaliser des pièces de tonnellerie de grandes capacités et/ou dimensions, donc des barriques ou des foudres essentiellement, il est nécessaire d'obtenir des douelles ayant une longueur supérieure à 1,30 m. Or, le déLit sur plot, donc à partir d'une pièce de bois non fendue, n'est pas adapté dans ce cas. En effet, outre des pertes de matière importantes, le stockage pour le séchage est long et le rendement de sciage faible, de l'ordre de 35%. Ce faible rendement est induit par le fait que seules les planches proches du coeur de la pièce de bois sont utilisées car ce sont elles qui offrent la meilleure résistance mécanique et garantissent l'étanchéité entre les douelles, par l'alignement des fibres du bois. Pour optimiser la production d,a louelles, on connait par FR-A-2 828 828 un procédé de sciage de quartiers .' bc.s pour produire des merrains basé sur 3033137 2 l'acquisition des caractéristiques du quartier 'a bois à scier, la reconstitution en 3D du quartier de bois et le sciage à partir (je paramètres optimisés à l';de d'un logiciel, sur la base de la reconstitution en 3D du quartier. Le sciage est e :'Jé à partir d'une face de référence préalablement usinée. Le logiciel utilise deux modes 5 de calcul de l'angle de rotation du quartier, à partir de la face de référence, pour l'usinage de chaque merrain. Un tel procédé est complexe et onéreux à mettre en oeuvre. En effet, il implique l'emploi de capteurs et d'un berceau de positionnement spécifique pour calculer le plan de sciage et la réalisation de la face de référence. Une fois cette 10 dernière réalisée, le quartier est envoyé sur une ligne de sciage horizontale qui suivra le schéma de débit ainsi défini. De plus, la mise en oeuvre du procédé nécessite une installation comprenant un poste de réalisation de la face de référence et une ligne de sciage, donc le déplacement du quartier entre les deux postes, ce qui induit le repositionnement de ce dernier, avec les risques d'erreur 15 que cela comporte. Enfin, ce procédé ne i:.armet pas de travailler sur des quartiers de longueurs supérieures à 1,15 m. Ceci étant précisé, l'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de merrains à 20 partir de quartier de bois, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : a) fendre, selon une direction de fendage parallèle au fil du bois, une ou billon en au moins deux quartiers, b) tracer sur au moins une des tranches d'extrémité de chaque quartier des 25 lignes de sciage pour réaliser un sciage selon une direction parallèle au fil du bois, c) réaliser, après au moins un (..,:lacement en rotation du quartier autour d'un axe longitudinal du quartier, un premier trait de sciage formant un c'remier plan de sciage de référence par rapport à une scie, 30 (1) réaliser, sans déplacer le quartier et en déplaçant la scie, un second trait 3033137 3 de sciage afin de former un secon: lan de sciage, parallèlement au premier plan de sciage et à une distance prédéfinie du premier plan de sciage, e) répéter les étapes c) et d) jusqu'ai ..c1age complet du quartier en un nombre défini de merrains. 5 Grace au procédé de l'invention, il est possible, avec une installation simple et peu onéreuse de réaliser des merrains. De plus, la mflh de de fendage retenue permet de produire des quartiers à partir de bille ou Won de longueur supérieure à celle généralement rencontrée, typiquement supérieure à 1,30 m. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel 10 procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Avant l'étape b), le fil du bois est repéré sur les quartiers obtenus à l'issue de l'étape a). - Lors de l'étape d), la distance prédéfinie entre les plans de sciage correspond à l'épaisseur voulue du merrain. 15 - Après l'étape d) et avant l'étape e) le merrain obtenu à l'issue du sciage selon le plan de sciage précédent est dégagé. L'invention concerne aussi une installation de mise en oeuvre du procédé de sciage d'un quartier selon une des caractéristiques précédentes, comprenant au moins : un moyen de fente en quartier de bille ou billon selon une direction 20 parallèle au fil du bois de la bille ou du billon, une lame de scie, un moyen de maintien du quartier et au moins un moyen de déplacement du moyen de maintien, au moins en rotation autour d'un axe longitudinal du quartier. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plu cr;'ement à la lecture de la description de plusieurs modes de 25 réali=lon de l'invention qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une représentation schématique illustrant la fente d'une bille ou billon, selon la première étape du procédé objet de l'invention, - la figure 2 est une vue simplifiée d'un quartier obtenu par fendage avec des lignes 30 de sciage indiquées, selon un mode de réalisation simplifié de l'invention, 3033137 4 la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, d'une tranche d'extrémité avec l'ensemble des lignes de sciage pour quatre quartiers représentées, la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, d'une extrémité d'un quartier, avec l'écorce et l'aubier, des lignes de sciage corresponds it un mode de débit de 5 merrains pour la tonnellerie étant illustrées et la figure 5 est une vus similaire à la figure 3 représentant des lignes de sciage d'un autre mode de débit de merrains. La figure 1 illustre une bille ou billon 1 lors de la première étape du procédé. Cette première étape consiste à fendre le billon 1, au moins en deux et de 10 préférence en quatre quartiers. Comme illustré, le déplacement de l'organe de fendage est réalisé selon une direction F, orientée vers la face cylindrique du billon, ce qui permet d'obtenir une fente du billon selon une direction parallèle au fil du bois, illustrée par l'axe longitudinal A du billon. En d'autres termes, le fendage s'effectue sur un billon couché et non pas à partir d'une tranche 15 d'extrémité de ce dernier. On conçoit que, les fibres du bois n'étant pas strictement parallèles et rectilignes, le terme parallèle doit se comprendre ici comme désignant une direction globalement parallèle à la direction générale du fil du bois. Le fendage est réalisé avec une tendeuse 2 adaptée pour fendre des billons 20 de grande longueur, à savoir entre 2 m et 6 m. Une telle fendeuse, connue en soi, est schématiquement illustrée à la figure 1, seule la partie active conique étant représentée. Pour réaliser une telle opération, on utilise, de préférence mais non exclusivement une fendeuse 2 à c'en..'"' . ras de vis, telle que celle décrite dans FR- ',-2 3 504. 25 Cette fendeuse 2 permet d'écarter, lors du fendage, les fibres du bois 3 et ainsi de les séparer sur toute la longueur du billon 1, donc sans casser ou couper les fibres du bois 3, ces dernières restant, autant que faire se peut, intactes sur toutes leurs longueurs. On conçoit que la disposition des fibres 3 n'est pas homogène et régulière dans tout le billon 1. Des zones avec des noeuds ou du 30 bois vissé sont possibles. Par bois vissé, on désigne une zone du billon dans 3033137 5 laquelle les fibres du bois 3 sont orientées selon une direction plus ou moins hélicoïdale : en d'autres termes, les fibres 3 ne sont pas orientées r11,-sn une direction globalement parallèle à l'axe A. La première étape permet donc, à partir de billon 1 d'un diamètre 5 généralement compris entre 40 cm et 200 cm pour une longueur de 2 m à 6 m de réaliser quatre quartiers, désignés par la suite par la seule référence Q pour plus de lisibilité. Ces quartiers ne sont pas identiques. En effet, si leu- longueurs est sensiblement la même, à savoir celle du billon 1, leurs sections transversales, tant en configuration qu'en dimension, dépend du nombre et de la disposition des 10 fibres du bois 3 dans chaque quartier Q. Ces caractéristiques et le fait qu'en fonction de la répartition des fibres du bois 3 et de la qualité du bois constitutif du quartier, par exemple selon la présence ou non de noeuds, de corps étrangers dans le bois, la présence de pourriture, de gelure ou autre, font que le quartier sera retenu pour réaliser des douelles ou dirigé vers une autre utilisation, par 15 exemple la fabrication de piquets ou de bois de chauffage. Avantageusement, à l'issue de la première étape de fendage, le fil du bois de chaque quartier Q est repéré. Lorsque les quartiers Q utilisables pour la suite du procédé ont été retenus, la seconde étape du prccé.:;é consiste à repérer les lignes de sciage, c'est-à-dire 20 à repérer le plan de sciage également appelé plan de débit. Pour cl,. , comme illustré à la figure 2, l'utilisateur trace des lignes de scia':e 4 sur au i.loins une tranche d'extrémité 5 d'un quartier. En variante, les lign,s sont tracées sur les deux tranches d'extrémité du quartier. la figure 2 les lignes de sciage sont volontairement épaissies, pour faciliter 25 la lecture. De plus, pour faciliter la lecture et la compus2h?,nsion, le plan de débit illustré aux figures 2 et 3 est un plan de sciage simple dit débit hollandais. Par ailleurs, aux figures 2 et 3, les quartiers sont débarrassés de l'écorce et de l'aubier, le plan de débit étant réalisé sur le duramen. 3033137 6 Le nombre des lignes de sciage 4 est variable et dépend de la configuration et des dimensions du c ,r Q ainsi que de l'épaisseur voulue de chaque merrain, donc, in fine, de chaque douelle. En l'espèce, à Ic. figure 2, huit lignes de _ jage 4 sont représentées. Les 5 lignes 4 sont orientées -,ngulairement à partir du bord semi-circulaire 6 du quartier Q, en direction du centre du billon 1, à savoir le coin 7 du quartier 5. Le coin 7 du quartier Q est, dans l'exemple, sensiblement un angle droit formé à la jonction des faces 8, 9 obtenues par fendage. On conçoit que ces faces 8, 9 ne sont pas rigoureusement planes. 10 On notera que, dans l'exemple, les deux plus courtes lignes de sciage 41, 42 ont pour objet non pas de débiter un merrain utilisable mais de former deux faces planes de deux merrains d'extrémité 10, 11, de facto ceux qui ont la plus petite largeur. Parmi les lignE c,,-! sciage, la plus grande ligne de sciage 43 matérialise un rayon du billon 1. Elle permet de réaliser les faces en regard des merrains 12A, 15 12B de plus grande largeur. Dans tous les cas, les lignes de sciage 4 sont tracées de sorte que les fibres du bois 3, donc le fil du bois, sont orientées, dans chaque merrain, selon une direction globalement parallèle à la largeur L du merrain et sur toute la longueur de celui-ci. On conçoit que, lors du traçage du plan de sciage, il est possible de 20 matérialiser des lignes de sciage 4 telles qu'elles délimitent des merrains de différentes épaisseurs. Les lioe,) sciage 4 sont, par exemple, marquées par l'utilisateur à la craie sur la tranche d'extrémité, par-dessus un r _mg' par laser. L'étape suivante consiste à réaliser, par sciage, un premier pian de sciage P. Le sciage est effectué après l'alignement d'une scie, circulaire, à ruban ou à 25 bande, nnue en soi, sur une première ligne de sciage, cela en positionnant le quartier Q. En l'espèce, il s'agit de la ligne 41, étant entendu que le sciage peut commencer à partir de la face 9, donc à partir de la ligne de sciage 42. Pour effectuer ce positionnement, le quartier Q effectue au moins un mouvement de rotation, dans un plan vertical, autour de son axe longitudinal A5, 30 étant entendu que l'axe A5 est au moins parallèle à l'axe A du billon 1, si ce n'est 3033137 7 confondu avec ce dernier. Le pivotement du quartier Q est effectué sans que ce dernier soit retiré de la table de sciage ou déplacer sur celle-ci. Il n'y a pas de reprise du quartier entre chaque passage de la scie. En d'autres termes, le quartier Q une fois positionné sur un dispositif de mr'nticm ou une table de sciage 5 est débité sans qu'il soit retiré de la table de sciage. Pour cela, 1-s --ganes de maintien du quartier Q sur la table ou le dispositif de maintien pivotent dans un plan vertical, selon un axe de rotation parallèle à :'a:e A5 du quartier Q. La table de sciage peut effectuer, avantageusement, des ..,placements selon d'autres directions. Il s'agit, par exemp1_, J.3 déplacements 10 en translation dans un pl_in vertical afin de maintenir horizontale et toujours à la même altitude la lign- ° sciage par rapport à la lame de la scie. Un tel mouvement peut être réalisé sur toute la longueur du quartier Q ou concernait seulement une extrémité du quartier, l'autre restant immobile. En effet, les quartiers Q sont légèrement coniques, sur leur longueur, et il convient de 15 maintenir alignés la scie et les lignes de sciage. D'autres mouvements de la table de sciage peuvent être prévus afin de maintenir l'alignement entre les lignes de sciage et la IT-ne de scie sans qu'il soit nécessaire de modifier la position du quartier Q sur la table de sciage, du fait que c'est cette dernière qui assure l'ensemble des mouvements. En d'autres termes, une fois le quartier en position 20 sur la table c:a _âge, tous les mouvements sont réalisés ::ar L ti,ble. En variante avantageuse, la scie est également adaptée pour se déplacer selon au moins un degré de liberté. A l'issue de ce premier passage de la scie, non illustrée, on déplace la scie parallèlement au plan P, d'une distance correspondant à l'épaisseur E voulue d'un 25 premier merrain 13. Ce déplacement est effectué de sorte que la scie soit alignée avec une seconde ligne de sciage 44, parallèle et voisine de la ligne de sciage 41. Une fois le passage de la scie effectué selon cette seconde ligne de sciage 44, un premier merrain 13 est débité. Pour effectuer le sciage des autres merrains, on réitère les étapes précédentes, sans retirer le quartier de la table de sciage. 3033137 8 Pour cela, la face visible du quartier Q réalisée par le sciage selon la ligne de sciage 44 forme un second plan de sciage Pi. Par au moins un mouvement de rotation du quartier autour de l'axe A5, on oriente le quartier Q de sorte obtenir l'alignement des fibres du bois avec la lame de scie. De cette manière, le trait de 5 sciage définira un nouveau plan P1 forme une nouvelle référence pour la poursuite du sciage. Le plan P1 a ainsi une fonction similaire à celle du plan P décrit précédemment. On déplace alors la lame de scie d'une valeur donnée afin de définir un second merrain 14 d'une épaisseur voulue E14, identique ou non à celle 10 du merrain 13. En d'autre terme, on reproduit les deux étapes précédentes ayant permis la réalisation du merrain 13. Le sciage se poursuit lorsqu'une autre ligne de sciage 45 est alignée avec la scie. Le passage de la scie selon la ligne de sciage 45 permet de débiter un second merrain 14, dans l'exemple de largeur différente de celle du premier 15 merrain 13. Comme précédemment, selon l'alignement nécessaire de la ligne de sciage 45 avec la scie, d'autres mouvements, au moins en translation, de la table sont effectués. Le sciage, avec l'alternance d'étape d'alignement des lignes c'?. ':ciage, de sciage et d'au moins un mouvement de pivotement du quartier Q se poursuit 20 jusqu'au sciage complet du quartier, selon le plan de sciage. La figure 4 illustre une tranche d'extrémité d'un quartier Q muni de son écorce 15 et de l'aubier 16. Le plan de débit, dit de tonnellerie, est réalisé sur le duramen 17. Ici, les li-nes de sciage principales 18 partent en rayons à partir du centre, donc de l'axe . Entre deux lignes de sciage principales 18 voisines, des lignes 25 de sciage secondaires 19 délimitent deux merrains 20 et 21 de différentes largeurs, le merrain 20 étant celui de plus petite largeur. Entre les lignes de sciage 18 et 19, outre les merrains 20 et 21, des zones 22 à section transversale triangulaire sont délimitées. Ces zones définissent les chutes de bois, une fois l'ensemble de merrains 20 et 21 réalisés. Les chutes 22 sont destinées, par 30 exemple, à un usage comme bois de chauffage. Le plan de débit illustré à la figure 3033137 9 4 est un plan e débit préféré pour la réalisation de merrains en tonnellerie, que ce soit pour ces tonneaux, des foudres ou des barriques, cela par le procédé objet de l'invention. En effet, ce plan de débit est celui qui permet d'obtenir, pour les merrain 21 5 notamment, des pièces de bois en plein fil, c'est-à-dire avec des fibres :'u alignées et réalisées dans le duramen. De cette manière, on obtient, après façonnage, des douelles dont l'assemblage est étanche. De plus, un tel plan c'4,bit se rapproche du plan de débit illustré à la figure 5 et dénommé plan de débit maille théorique. Ce dernier, s'il permet d'obtenir 10 des merrains 23 à 25 tous de plein fil, génère un nombre important de chute 26. De plus, il est difficile à réaliser, compte tenu de la configuration des lignes de sciage 27 à 32. En d'autres termes, ce pli-ide reste théorique et dT! débit est se trouve rarement mis en oeuvre ryr. procédés d sciage de l'É `at de la technique. 15 Grâce au procédé objet de l'invention, un plan de débit proche de celui de la figure 5, permettant non seulement de réaliser des merrains en plein fil mais également d'optimiser les chutes, est réalisé conformément à la figure 4. Un tel procédé permet, avec un minimum de manipulation s quartiers, donc une pénibilité moindre et une sécurité accrue, de produire aisément des 20 merrains de grande longueur. De plus le procédé objet de l'invention est simple d'utilisation et permet, non seulement, de réaliser des merrains de dimensions voulues de manière fiable mais également d'obtenir un rendement de sciage optimal sur un quartier, supérieur à 50% et avantageusement de l'ordre de 75%. Par ailleurs, l'alignement des fibres du bois selon la longueur des merrains 25 permet de diminuer le temps de séchage. Avec un tel procédé, selon le bois et ces caractéristiques de départ, le temps de séchage est compris entre vingt-quatre et trente-six mois, soit un tmps de séchage sensiblement divisé par deux par rapport aux procédés de :ication de merrains par débit sur plot. Le procédé permet ainsi d'obtenir des merrains dont le retrait au séchage est minimal, 30 ce qui particij, ?, à r,réserver leurs caractéristiques mécaniques. REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication de merrains (10, 11, 12A, 12B, 13, 14; 20, 21; 23, 24, 25, 26) à partir de quartier (Q) de bois, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : a) fendre, selon une direction de fendage (A5) parallèle au fil du bois (3), une bille ou billon (1) en au moins deux quartiers (Q), b) tracer sur au moins une des tranches d'extrémité de chaque quartier (Q) des lignes de sciage (4, 41, 42, 43, 44, 45 ; 18, 19; 27 à 32) pour réaliser un sciage selon une direction parallèle au fil du bois (3), c) réaliser, après au moins un déplacement en rotation du quartier autour d'un axe longitudinal (A5) du quartier (Q), un premier trait de sciage formant un premier plan de sciage (P) de référence par rapport à une scie, - d) réaliser, sans déplacer le quartier de bois (Q) et en déplaçant la scie, un second sciage afin de former un second plan de sciage (P1), parallèlement au premier plan de sciage (P) et à une distance prédéfinie (E) du premier plan de sciage (P), - e) répéter les étapes c) et d) jusqu'au sciage complet du quartier (Q) en un nombre défini de merrains (10, 11, 12A, 12B, 13, 14 ; 20, 21; 23, 24, 25, 26). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant l'étape b), le fil du bois (3) est repéré sur les quartiers (Q) obtenus à l'issue de l'étape a). 3.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape d), la distance prédéfinie entre les plans de sciage (P, P1) correspond à l'épaisseur voulue (E, E14) du merrain (13, 14), 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après l'étape d) et avant l'étape e) le merrain (10, 11, 12A, 12B, 13, 14 ; 20, 21; 23, 24, 25, 26) obtenu à l'issue du sciage selon le plan de sciage (P1) précédent est dégagé. 3033137 - 2 5.-Installation de mise en oeuvre du procédé de sciage d'un quartier (Q) selon une des revendications précédentes, comprenant au moins : un moyen de fente (2) en quartier (Q) de bille ou billon (1) selon une direction (F) parallèle au fil du bois (3) de la bille ou du billon (1), une lame de scie, un moyen de maintien du 5 quartier et au moins un moyen de déplacement du moyen de maintien, au moins en rotation autour d'un axe longitudinal (A5) du quartier (Q). 10