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Modélisation du comportement mécanique du bois lors du procédé de séchage conventionnel

Thibeault France. (2008). Modélisation du comportement mécanique du bois lors du procédé de séchage conventionnel. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

La production de bois d'oeuvre passe nécessairement par l'étape de séchage du bois afin d'assurer la stabilité de la teneur en humidité et des dimensions, d'améliorer les propriétés mécaniques et de répondre aux programmes de traitement à la chaleur selon les exigences du marché d'exportation. Cette étape de production entraînant une perte de qualité du produit due à la présence de courbure, des études sont envisagées dans le but d'analyser les phénomènes qui s'y rattachent dans l'optique d'en optimiser le procédé.

À ce jour, les travaux réalisés ont permis de décrire les phénomènes thermo-hydriques du procédé, les lois de comportements thermo-hygro-mécaniques qui s'y rattachent ainsi que les phénomènes d'échanges de chaleur et de masse. De plus, les avancées technologiques au niveau d'outils numériques jumelés à l'accessibilité à d'importantes puissances de calcul permet aujourd'hui de résoudre des problèmes couplés multi-physiques complexes.

L'objectif principal de ce projet est de représenter le comportement déformationnel d'une pièce de bois soumise aux échanges thermo-hydriques lors du procédé de séchage conventionnel. Cet objectif nécessite la création d'un modèle numérique permettant la simulation du comportement mécanique, l'utilisation d'un modèle thermo-hydrique adapté au contexte de séchage ainsi que d'une interface permettant le couplage entre les deux modèles.

Le modèle mécanique permet ici de représenter les propriétés du bois telle la variation des propriétés en fonction de l'orientation des cernes du bois et de prendre en compte le caractère orthotrope du matériau. Le passage du point de saturation des ibres, le comportement élastomécanosorptif ainsi que le retrait sont considérés au sein des lois de comportement. Le problème global est non linéaire et résolu en régime transitoire. Le couplage entre les aspects thermo-hydriques et mécanique est réalisé en considérant température et humidité ixe sur chaque pas de temps pour la partie mécanique.

La validation numérique a été réalisée à l'aide d'un problème complet de la littérature ce qui a permis d'appuyer la fiabilité de la démarche. En parallèle, un programme expérimental a été réalisé dans le but de cueillir des données sur le procédé permettant la validation du modèle thermo-hydrique dans un contexte d'une application industrielle d'une pièce de bois sous lestage. Une étude de sensibilité aura également permis de cerner l'importance de certains paramètres industriels sur la qualité du produit, en exemple le type de coupe et le phénomène de surséchage seront analysés.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:2008
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Maîtrise en ingénierie
Nombre de pages:108
ISBN:9781412315333
Identifiant unique:10.1522/030084784
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie mécanique
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Marceau, Daniel
Kocaefe, Duygu
Mots-clés:Bois--Séchage--Modèles mathématiques, Bois--Propriétés mécaniques, Bois--Propriétés thermomécaniques, Lumber--Drying--Mathematical models, Lumber--Mechanical properties, Lumber--Thermomechanical properties, MODELISATION, HUMIDITE, DEFORMATION, MODELE, THERMO-HYDRIQUE, PROPRIETE, MECANIQUE
Déposé le:01 janv. 2008 12:34
Dernière modification:20 sept. 2011 15:38
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