Une vision Compétitivité mondiale

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Une nouvelle forcepour un marché en évolution


Facteurs qui influencent lesméthodes d’évaluation de lateneur en humidité

Dany Normand

Objectif de la présentation

• Présenter les principaux facteurs qui influencent lesméthodes d’évaluation de la teneur en humidité afin devous sensibiliser à les utiliser le plus adéquatementpossible

–Description des techniques ou technologies

–Facteurs à considérer

Basé sur la publication

«Procédures d’évaluation de la teneur en humidité des bois d’apparence»

Objectifs de la publication «Procédures d’évaluationde la teneur en humidité des bois d’apparence»

• Développer des procédures d’évaluation de laTH des bois d’apparence durant les étapes detransformations (sciages verts aux produitsfinis)

Table des matières de la publication «Procéduresd’évaluation de la teneur en humidité des bois d’apparence»

• Notions de base sur la teneur en humidité dubois

• Description des principales méthodes dedétermination de la teneur en humidité

– Description méthodes

– Facteurs qui influencent

• Procédures de bases

• Procédures adaptées

• Notions de base en statistiques

Notions base de la teneur en humidité

• Il est essentiel d’être sensibiliser aux notions debase de la TH pour comprendre l’importance deson évaluation

– L’humidité dans le bois

– La teneur en humidité

– La teneur en humidité d’équilibre

– Le gradient de teneur en humidité

– Le point de saturation des fibres

– Perte d’humidité et retrait

– Reprise d’humidité et gonflement

– Organismes vivants (champignons et insectes)

Pourquoi bien évaluer la teneur en humidité ?

• La détermination de la TH est un facteur clé

–↑Produits de qualité

–↓Les pertes de matière première

–↓ Problème lors de l’utilisation finale

–↑ Bonnes relations clients (interne et externe)

–↓ Réclamations ou↑ de la satisfaction

Principales méthodes

• Au four

• Humidimètre àrésistance

• Humidimètrediélectrique

Au four

• Description de la technique

– Norme ASTM D 4444-92

– Méthode de référence pour toutes les autres méthodes

– 103 °C ± 2 ºC

– Masse constante des échantillons (écart inférieure à0,1%) habituellement entre 18 à 24 h

– Couvre la gamme complète de teneur en humidité de vertà anhydre (0%)

• Facteur qui influence la méthode au four

– Matières volatiles de certaines essences (mélèze,essences tropicales)

– Manipulation

– Précision de calibration du four et de la balance

– Niveau de précision de la balance

Humidimètre à résistance

• Description de la technique– Le bois anhydre est un bon isolant électrique

– La résistance électrique diminue rapidement avecl’augmentation de la TH jusqu’au PSF

– Au dessus du PSF changement négligeable de larésistance

– Mesure entre 2 points dans une pièce de bois à l’aided’aiguilles (électrodes)


1. Essence

2. Densité

3. Température dubois

4. Bois humide et gelé

5. Conditionsclimatiques

6. Électricité Statique

•Facteurs qui influencent la lecture

7. Orientations desaiguilles

8. Gradient de TH

9. État de la surface

10.Épaisseur de lapièce

11.Caractéristiquesnaturelles du bois


• Facteurs qui influencent la lecture1. Essence

• Structure du bois

• Concentration d’électrolytes

• Modèles nord-américains

– Sapin de Douglas à 21 ºC

• Tableaux de correction nécessairespour autres essences et températures

2. Densité

• Les tableaux de correction pourl’essence compense pour celle-ci


• Facteurs qui influencent la lecture1. Essence : CAS SPÉCIFIQUE du GROUPE d’ESSENCE SPF de la NLGA

2722282521

2420252319

2017211916

1714181714

1613161513

1311131311

97998

pin grissapinbaumier

épinetteblanche

épinettenoire

TH au four (%)LectureHumidimètreà résistanceSPF COFI à

21ºCTH SPF ≠ TH au four


• Facteurs qui influencent la lecture3. Température du bois

• ↑Température = ↓Résistanceélectrique du bois

• Appareil étalonné à 21 ºC

– Mesure de la température avecthermocouple

– Correction nécessairetempérature n’est pas à 21 ºC

-4,3-3,1-1,9-0,8+0,3+1,3+2,4+3,3+4,3+5,2

60°50°40°30°20°10°0°-10°-20°-30°

Correction des lectures à une température du bois de(°C)


• Facteurs qui influencent la lecture4. Bois humide et gelé

• La présence d’eau libre gelée influence leslectures

• Conductivité électrique Eau ≠Glace

• Sous-estimation de la TH si pièce > PSF et gelée

5. Conditions climatiques

• Risque de condensation lors du déplacementl’humidimètre d’une température ambiantenormale à endroit chaud et humide ou de froid àambiant)

• Provoque de lectures plus élevées ou nedescendent pas sous une valeur donnée

• Attendre assèchement de l’appareil

• Préchauffer l’appareil


• Facteurs qui influencent la lecture6. Électricité Statique

• En milieu très sec

• Affichage de lecture avant que les aiguilletouchent le bois

• Table antistatique possible

7. Orientation des aiguilles

• Dans le sens parallèle des fibres (sens de lalongueur)

• Si TH > 15% sous estimation de 1 à 2%

• Si TH < 15% négligeable

• Attendre assèchement de l’appareil

• Préchauffer l’appareil


• Facteurs qui influencent la lecture8. Gradient de la TH

• Possible le mesurer avec des aiguillesisolées (vertes)


• Si présence d’eau ou de neige fondante ensurface du bois sec forte surestimation de laTH


• Facteurs qui influencent la lecture

10.Épaisseur de la pièce• TH mesurée à une profondeur de 1/4 au 1/5 de

l’épaisseur d’une pièce avec gradient normalcorrespond à la TH moyenne

• TH mesurée au centre de l’épaisseur correspond à laTH maximale

• Bloc espaceur permet une bonne répétitivité

11.Caractéristiques naturelles du bois• Humidimètres calibrés avec échantillons sans défauts

• Il est donc recommandée d’effectuer mesures dansles zones sans défauts naturels


• Vérification del’étalonnage avec blocétalon

Humidimètre diélectrique

• Description de la technique– Transmission d’onde électromagnétiques dans le bois pour

mesurer la constance diélectrique

– Bois est composé de fibre ligneuse, air et d’eau

– Constante diélectrique de ces éléments sont différentes:

• Air = 1

• Matière ligneuse ~ 4 à 5

• Eau liquide = 80


• Description de la technique– Pas de fiabilité au dessus du PSF

– Mesure effectuer en déposant l’appareil à la surfacedu bois (non destructif pour bois d’apparence)

– Pas possible d’évaluer le gradient


• Facteurs qui influencent lalecture

1. Essence

2. Densité

3. Température du bois

4. Bois humide et gelé


6. Orientation de la mesure

7. Gradient de TH


9. Épaisseur de la pièce10.Largeur de la pièce11.Géométrie des pièces à

mesurer12.Pression de l’appareil sur les

pièces13.Type de matériaux sous la

pièce mesurée14.Caractéristiques naturelles du

bois15.Sonde d’empilement



1. Essence• Propriétés diélectriques du bois plus affectée par densité que

par l’essence

2. Densité• Influence significativement la lecture

• Un changement de densité de 0,10 sur l’appareil affecte leslectures d’approximativement 2,4%

• Déterminer la densité à utiliser en considérant– Variation naturelle de la densité

– Valeur de densité théorique

– La correspondance à la TH obtenus par le contrôle de qualité (fourou à résistance)



3. Température du bois

• 0,5% de la TH pour chaque 10ºC de température du bois

• Un changement de densité de 0,10 sur l’appareil

-1,8-1,3-0,9-0,4+0,1+0,6+1,1+1,5+2,0+2,5

60°50°40°30°20°10°0°-10°-20°-30°

Correction des lectures à une température du bois de(°C)



4. Bois humide et gelée• La présence d’eau libre gelée influence les lectures• Constance diélectrique Eau (80) ≠Glace (3,2)• Constance diélectrique Glace (3,2) ~ Matière ligneuse

(4 à 5)• Sous-estimation de la TH si pièce > PSF et gelée


• Risque de condensation lors du déplacementl’humidimètre d’une température ambiantenormale à endroit chaud et humide ou de froidà ambiant)

• Provoque de lectures imprécises• Attendre assèchement de l’appareil• Préchauffer l’appareil



6. Orientation de la mesure• Pas d’impact

7. Gradient de de TH• La présence de gradient affecte négativement la

précision des lectures

• L’appareil est plus affecté par l’humidité ensurface du bois qu’au centre de la pièce

• Il est possible de développer des corrélation si unfort gradient est présent



8. État de la surface• Rugosité de la surface diminue le

contact avec la plaque de lecture del’appareil

• Sous-estimation de la lecture sur boisbrut vs bois rabotée

• Eau à la surface entraine unesurestimation des lectures



9. Épaisseur de la pièce• Ajustement de pénétration allant 3/4 à 1 pouce pour les appareils Wagner

• Si la pièce est plus épaisse que la pénétration, il est possible que la lecturesoit sous-estimées (si fort gradient)

• Si la pièce est moins épaisse que la pénétration, l’appareil sera affecté parle matériel sous la pièce (facteurs 13)

10.Largeur de la pièce• Sous-estimation si la pièce est moins large que la plaque de mesure pièce

11.Géométrie des pièces à mesurer• Toute surface non-plane (flache, surface moulurée, etc.) sous-estimera la

TH



12.Pression de l’appareil sur les pièces• Différence de lecture entre pression normale de la main et poids de l’appareil• Recommandé d’effectuer une pression normale de la main

13.Type de matériaux sous la pièce mesurée• Peut affecter la lecture• Recommandé d’avoir un espace d’air sous la pièce• Polystyrène peut être utilisé dans certaine application (sa constante diélectrique se

rapproche de celle de l’air)• Certains appareils offre un ajustement de la profondeur de pénétration

14.Caractéristiques naturelles du bois• Humidimètres calibrés avec échantillons sans défauts• Il est donc recommandée d’effectuer mesures dans les zones sans défauts naturels• Certains défauts naturels peuvent affecter localement la densité (nœuds, bois de

réaction, pourriture,..)



15.Sonde d’empilement• Les autres facteurs affectent également la sonde

• Sous-estime les mesures

• Le marquage de la sonde aide le centrage de la têtesur les pièces et évite des mesures entre deuxpièces (espace d’air)


• Vérification del’étalonnage avecune plaque étalon

Comparaison des méthodes

RapideNon destructiveLectures plus stables à faible TH

RapidePossibilité de mesurer le gradient

MéthodestandardiséePréciseRéférence pour lesautres méthodes

Avantages

25 % à 6 %25 % à 6 %Vert à anhydreGamme defiabilité desmesures1

Mesure indirecte de la constantediélectrique du bois

Mesure indirecte de la résistanceélectrique (ou la conductance) entredes aiguilles insérées dans le bois

Mesure directe del’évaporation de l’eaupar pesée

Principe

DiélectriqueÀ résistance

HumidimètresAu fourMéthodes

1 Même si les appareils affichent des valeurs excédant cette gamme, ces lectures n’ont pas une fiabilité reconnue.

Comparaison des méthodes (suite)

EssenceDensité du boisTempérature du boisBois humide et geléConditions climatiquesGradient de THÉpaisseurÉtat de la surfaceLargeur de la piècePression de l’appareil sur les piècesGéométrie des piècesType de matériau sous la pièceCaractéristiques naturelles du bois

EssenceTempérature du boisBois humide et geléConditions climatiquesÉlectricité statiqueOrientation des aiguillesGradient de THÉtat de la surfaceÉpaisseurCaractéristiques naturelles du bois

Contenu en matièresvolatiles (ex : mélèze,essences exotiques,etc.)

Facteursinfluençant les

mesures

Influencée fortement par la densitédu boisMoins précise au dessus du PSF

Partiellement destructive (trousd’aiguilles)Influencé fortement par l’essenceet la température du boisMoins précise au dessus du PSF

DestructiveDélai pour l’obtentiondu résultat

Désavantages

DiélectriqueÀ résistance

HumidimètresAu fourMéthodes

La publication propose différentes procéduresadaptées en fonction de l’étape de fabrication

7.1 Avant séchage

Pièces individuelles (Tableau 5)

Paquets lattés (Tableau 6)

Paquets solides (Tableau 7)

7.2 Au séchoir



7.3 Semi-finis Pièces individuelles (Tableau 12)

7.2 Après séchage




7.4 Finis Pièces individuelles (Tableau 13)

Pro

cessusdetra

nsform

atio

n

Sciages

Pro

duits

7.1 Avant séchage




7.1 Avant séchage




7.2 Au séchoir



7.2 Au séchoir



7.3 Semi-finis Pièces individuelles (Tableau 12)7.3 Semi-finis Pièces individuelles (Tableau 12)

7.2 Après séchage




7.2 Après séchage




7.4 Finis Pièces individuelles (Tableau 13)7.4 Finis Pièces individuelles (Tableau 13)

Pro

cessusdetra

nsform

atio

n

Sciages

Pro

duits

Conclusions

Il n'y a pas de moyen parfait pour évaluer la teneur enhumidité du bois

Afin d’évaluer la TH du bois le plus précisément possible,il est important de bien connaitre:

– Les techniques ou technologies utilisées pour évaluer lateneur en humidité du bois

– Les facteurs qui influencent les méthodes

Implanter des procédures d’évaluation fiables etcomparables aux différentes étapes du processus detransformation et entre clients-fournisseurs (interneset/ou externes)

Conclusions

Tout utilisateur de bois devrait disposer de l’équipement etdes connaissances pour évaluer la teneur en humidité àl’aide de la méthode au four puisqu’elle est la référence

Suivre les recommandations du fabricant des humidimètre

La publication «Procédures d’évaluation de la teneur enhumidité des bois d’apparence» est disponible surcommande sur le site web de FPInnovations


Documents

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