Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

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.