Chaires de recherchedu Canada

Canada ResearchChairs

COMITÉORGANISATEUR

Besma Bouslimi, Ph.D. 

Stagiaire postdoctorale, spécialité en sciences du bois, Chaire de recherche du Canada 

en valorisation, caractérisation et transformation du bois 

Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue 

Sébastien Migneault, Ing.jr., Ph.D. 

Stagiaire postdoctoral, chargé de cours, Chaire de recherche du Canada en valorisation, 

caractérisation et transformation du bois 

Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue 

Ahmed Koubaa, ing.f., Ph.D. 

Professeur‐ Chercheur, Chaire de recherche du Canada en valorisation, caractérisation 

et transformation du bois 

Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue 

 

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HORAIREDUCOLLOQUE

 

BLOC 1 : SÉMINAIRES I ET II

 8 h 30   Effet du traitement thermique des fibres sur la mise en forme et les propriétés 

des composites bois‐polymère (séminaire I) Mokhles Benali, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

9 h 00  Caractérisation  des  propriétés  diélectriques  du  bois  et  des  composites  bois‐polymère (séminaire I) Imen Elloumi, étudiante à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

9 h 30  Conception d’un dispositif pour  la mesure du module d’élasticité dynamique dans le bois (séminaire I) Wassim Kharrat, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

10 h  Développement de granules combustibles améliorées à base de bouleau blanc et de canola (séminaire II) William Belhadef, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

10 h 30  Pause  

10 h 40  Effet des coupes partielles sur les propriétés mécaniques du bois de l’épinette noire (séminaire II) Ahmed Bouhajja, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

11 h 10  Valorisation de la boue de désencrage pour la production de composites bois‐polymère. Lila Djerroud, étudiante à la maîtrise en ingénierie, UQAT (séminaire II) 

11 h 40  Effets des nanoparticules sur  les caractéristiques des composites PEHD/fibres de bois (séminaire II) Mohamed Mokhtar Hadidane, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

12h 10  Diner 

BLOC 2 : ACTIVITÉS DE RECHERCHE DE LA CHAIRE DE RECHERCHE 

13 h 30  Programme de recherche  Ahmed Koubaa, professeur‐chercheur  à  l'Institut de  recherche  sur  les  forêts (IRF),  titulaire  de  la  Chaire  de  recherche  du  Canada  en  valorisation, caractérisation et transformation du bois (CRC‐VACAT) 

   

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13 h 50  Développement des méthodes d’extraction des bioplastiques issues des boues papetières par les liquides ioniques Sanae Elharche, étudiante au doctorat en sciences de l’environnement, UQAT 

14 h 10  Caractérisation des propriétés et évaluation du potentiel du bois de peuplier faux‐tremble pour de nouveaux usages Wissem Menai, étudiant au doctorat en sciences de l’environnement, UQAT 

14 h 30  

Modélisation de la proportion du bois juvénile chez l’épinette blanche et le pin gris Mvolo  Cyriac  Serge,  étudiant  au  doctorat  en  sciences  de  l’environnement, UQAT 

14 h 50  

Renforcement de composites bois‐polymère par des fibres de carbone Djamila  Kada,  étudiante  au  doctorat,  Université  des  Sciences  et  de  la Technologie Houari Boumediene, Algérie 

15 h 10  

Effets des variations des proportions et des caractéristiques des fibres de bois sur les propriétés des composites bois‐plastique Mourad Saddem, étudiant au doctorat en sciences de l’environnement, UQAT 

15 h 30  Pause  

15 h 40  Implications  de  la  chimie  de  surface  des  fibres  de  bois  sur  les  propriétés mécaniques des composites bois‐polymère Sébastien Migneault, stagiaire postdoctoral, UQAT 

16 h 00  Investigation  of  the  properties  of  wood‐polymer  composites  filled  with silanized silicate‐based minerals Babak Koohestani,étudiant au doctorat en sciences de l’environnement, UQAT 

16 h 20  Nouveaux  outils  d’amélioration  du  rendement  de  bio‐méthanisation  du lactosérum dans les fromageries.  Rayen Tanabene, étudiant à la maîtrise en ingénierie, UQAT 

16 h 40  Effet  des  traitements  sylvicoles  sur  les  propriétés  chimiques  du  bois  : développent  d’une  méthode  rapide  de  caractérisation  des  propriétés chimiques du bois en utilisant la spectroscopie infrarouge Besma Bouslimi, stagiaire postdoctorale, UQAT 

16 h 50  Effets des coupes partielles sur la qualité du bois de l'épinette blanche Zahia Ait Si Said, étudiante à la maîtrise en biologie, UQAT 

17 h 00  Utilisation  des  fibres  papetières  pour  le  développement  de  produits d’emballage par injection Marouan Rejeb, étudiant au doctorat en sciences de l’environnement, UQAT 

   

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RÉSUMÉSDESCONFÉRENCES

 

 

   

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EFFETDUTRAITEMENTTHERMIQUEDESFIBRESSURLAMISEENFORMEETLESPROPRIÉTÉSDESCOMPOSITESBOIS‐POLYMÈRE

Mokhles Benalia, Ahmed Koubaaa 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada.

 

Mokhles Benali 

Les problèmes majeurs rencontrés avec les composites bois‐polymères (CBP) sont l’adhésion du renfort  (les  fibres de bois) avec  la matrice  (polymère) et  le caractère hydrophile dominant du bois. Plusieurs  types de  traitements des  fibres ont été étudiés dans  la  littérature  (traitements chimiques, thermiques, etc.) afin de résoudre ces problèmes et améliorer les propriétés physico‐mécaniques des CBP. Dans ce projet, le traitement thermique par oléothermie sera effectué sur deux essences: l’épinette noire et le peuplier faux‐tremble. Des morceaux de bois seront traités à  trois  températures et à deux  temps de séjour. Après avoir séché  les échantillons  traités, on passe au broyage et au  tamisage pour avoir  la  longueur désirée des  fibres. Une  fois  les  fibres sont prêtes, on procède à la préparation des mélanges bois‐polymère. Le polymère choisi est le polyéthylène  à haute densité. On  préparera  les  granules dans un premier  lieu  à  l’aide d’une extrudeuse double‐vis, puis on fabriquera les éprouvettes par injection. Finalement, on étudiera l’effet du  traitement oléothermique  sur  l’adhésion entre  les  fibres de bois et  le polymère,  les propriétés mécaniques (traction et flexion), la stabilité dimensionnelle, l’hydrophobicité des CBP et l’effet de l’espèce sur ces propriétés. Les résultats attendus pourraient permettre d’élargir la fenêtre d’utilisation des CBP, surtout avec les conditions climatiques particulières de l’Amérique du Nord. 

MOTS CLÉS 

Composites bois‐polymères, traitement thermique, oléothermie, adhésion, traction, flexion. 

 

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CARCTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS DIÉLECTRIQUES DU BOIS ETDESCOMPOSITESBOIS‐POLYMÈRE

Imen Elloumia, Ahmed Koubaaa 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada. 

  

Imen Elloumi 

La  caractérisation des matériaux présente un  caractère de pluridisciplinarité  qui passe par  la détermination des propriétés mécaniques, diélectriques, physiques, etc. L’objectif général de ce projet est de caractériser  les propriétés diélectriques du bois et de composites bois‐polymère dans une perspective d’évaluer  leur potentiel pour de nouvelles applications. La connaissance de ces propriétés permet de mieux comprendre  l’interaction entre  les matériaux et  les ondes électromagnétiques à  travers  la détermination de  la  constante diélectrique  ( ′),  le  facteur de perte  diélectrique  ( ′′),  et  la  tangente  de  perte  (tan ).  Dans  ce  cadre,  la  spectroscopie diélectrique,  un  outil  de  caractérisation  rapide  et  puissant,  sera  utilisée  pour  déterminer  les propriétés diélectriques des matériaux étudiés et suivre leur évolution sur une large gamme de fréquences (allant de 1 MHz jusqu’à 3 GHz) et de température. Ainsi, les objectifs spécifiques de ce travail sont : 1) d’évaluer  la variation des propriétés diélectriques du bois en  fonction de  la fréquence, de la température, de la teneur en humidité et de l'essence de bois, et 2) d’étudier la variation des propriétés diélectriques des composites à matrice en polyéthylène haute densité renforcée par des  fibres de bois. La variation de ces propriétés sera étudiée en  fonction de  la fréquence,  de  la  température  et  de  la    proportion  des  fibres  de  bois  issues  de  différentes essences. 

MOTS CLÉS 

Bois, bois‐polymère, spectroscopie diélectrique, permittivité électrique. 

 

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CONCEPTION D’UN DISPOSITIF POUR LA MESURE DU MODULED’ÉLASTICITÉDYNAMIQUEDANSLEBOIS

Wassim Kharrata, Ahmed Koubaab 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Canada. 

  

Wassim Kharrat 

La mesure  du module  d’élasticité  dynamique  (MOED)  est  une  propriété  intéressante  pour  la caractérisation du matériau bois puisqu’elle est directe et non‐destructive. Ce projet vise dans une première étape à développer un prototype pour mesurer  la vitesse de propagation du son en continu avec une résolution similaire à celle offerte par le densitomètre à rayon X lors de la mesure de  la masse volumique  (0,01 mm).  Le prototype  consistera en un  chariot muni d’une carte qui permet de  contrôler  le déplacement de  l’échantillon du bois entre  l’émetteur  et  le récepteur  des  ultrasons.  Ce  dispositif  permettra  de  déterminer  avec  précision  les  variations intra‐arbres et intra‐cernes du MOED. Dans une seconde étape, l’étude vise à déterminer l’effet des traitements sylvicoles (éclaircie commerciale et fertilisation) sur le MOED de l’épinette noire et du pin gris en utilisant  le prototype élaboré. Le module d’élasticité statique en compression parallèle  (MOES)  sera  également  mesuré  à  l’aide  d’un  appareil  d’essai  universel  sur  des échantillons  sans défauts.  La méthode développée  sera validée en établissant  le  lien entre  le MOED et le MOES des échantillons du pin gris et de l’épinette. 

MOTS CLÉS 

Ultrason, mesure  non  destructive, module  d’élasticité  dynamique, module  d’élasticité statique, traitements sylvicoles. 

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DÉVELOPPEMENT DE GRANULES COMBUSTIBLES AMÉLIORÉES ÀBASEDEBOULEAUBLANCETDECANOLA

William Belhadefa, Ahmed Koubaaa, Sébastien Migneaulta,  

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada.

 

William Belhadef 

Depuis quelques années,  le Canada et  les États‐Unis sont devenus  les principaux exportateurs vers l’Europe de granules de chauffage. La production de granules est réalisée par compression de bois, à chaud et généralement sans additif. La densification du bois permet de diminuer  le volume  et  donc  les  coûts  de  transport.  Ainsi,  les  centrales  thermiques  bénéficient  d’un  prix compétitif du combustible après son transport sur une  longue distance. Dans  le but de réduire les coûts de transport, plusieurs laboratoires étudient la viabilité des granules torréfiés, offrant une densité calorifique plus élevée. D’autres expérimentent  l’utilisation des produits agricoles en  réponse à  la diminution des  ressources  forestières.  Le bouleau à papier est généralement délaissé  faute  d’applications  intéressantes  chez  les  industriels  locaux  de  l’Abitibi‐Témiscamingue. Notre objectif principal est de valoriser le bouleau blanc pour la production de granules de qualité, tout en augmentant son pouvoir calorifique par l’ajout d’un additif végétal. L’additif  retenu  est  les  graines  de  canola  produites  en  région.  Ainsi,  ce  travail  s’intéresse  à déterminer  les meilleures  conditions  opératoires  de  granulation.  Pour  ce  faire,  nous  avons utilisé  une  granuleuse  d'une  capacité  de  50‐100  kg/h,  afin  de  suivre  l’évolution  des  facteurs d’opération. Ensuite, nous avons mené des essais afin d’évaluer l’influence de ces facteurs sur la qualité des granules. Enfin, un plan d’expérience du   mélange de sciure et de canola est établi pour estimer des  surfaces de  réponses et  trouver un optimum. Pour conclure, nous avons pu produire des granules de qualité comparable aux granules de qualité premium. 

MOTS CLÉS  

Granules énergétiques, procédé de mise en granule, pouvoir calorifique, bouleau blanc, canola.  

 

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EFFET DES COUPES PARTIELLES SUR LES PROPRIÉTÉSMÉCANIQUESDUBOISDEL’ÉPINETTENOIRE

Ahmed Bouhajjaa, Ahmed Koubaaa 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada. 

 

Ahmed Bouhajja 

L’aménagement  forestier  intensif,  dont  les  coupes  partielles,  est  parmi  les  alternatives  pour augmenter la croissance de l’épinette noire. Bien que ces pratiques aient des effets positifs sur la croissance en diamètre, l’impact sur la qualité du bois fut peu étudié. Ainsi, l’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet des coupes partielles sur la qualité du bois de l’épinette noire à savoir les propriétés mécaniques et acoustiques. Des placettes permanentes furent sélectionnées dans un réseau de coupes partielles mis en place au cours des 15 dernières années. Deux  intensités de  récolte  des  coupes ont  été  étudiées:  0‐50%  et  75‐100% de  la  surface  terrière.  Les  arbres sélectionnés furent divisés en trois classes d’âges selon leur diamètre à la hauteur poitrine (DHP) : 10‐15 cm, 15‐20 cm et >20 cm. Un échantillonnage destructif a été réalisé dans trois sites et des  éprouvettes  normalisées  ont  été  prélevées  avant  et  après  traitement  pour  étudier  les propriétés  mécaniques  (flexion,  compression  parallèle  et  perpendiculaire).  Le  module d’élasticité dynamique a été mesuré de la moelle à l’écorce au DHP, avec un outil ultrasonique. Les  résultats  indiquent  qu’aucun  changement  significatif  n’a  été  observé  sur  la  rigidité  de l’épinette noire en flexion et en compression perpendiculaire. Une intensité de coupe modérée a toutefois un effet négatif sur la rigidité en compression parallèle. Une forte corrélation existe entre le module d’élasticité dynamique et le module d’élasticité statique déterminé par un test de flexion trois‐points. Toutefois, aucune corrélation ne fut trouvée en compression parallèle et perpendiculaire. Cette étude  suggère que  l’efficacité de  l’outil ultrason pour  l’évaluation non‐destructive des propriétés mécaniques de  l’épinette noire varie selon  la direction des fibres du bois. 

MOTS CLÉS 

Coupes partielles, qualité du bois, propriétés mécaniques, propriétés  acoustiques, épinette noire. 

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VALORISATION DE LA BOUE DE DÉSENCRAGE POUR LAPRODUCTIONDECOMPOSITESBOIS‐POLYMÈRE

Lila Djerrouda, Ahmed Koubaaa, Sébastien Migneaulta, Simon Barnabéb, Talat Mahmoodc

 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, bUniversité du Québec à Trois‐Rivières, Trois‐Rivières, Canada 

3FPInnovations, Québec, Canada.

 

Lila Djerroud 

La boue de désencrage (BD) est un résidu généré lors du recyclage du papier qui contient moins de matière organique que les boues primaires et secondaires provenant de l’industrie papetière. Actuellement, il est difficile de valoriser la BD avec les bioprocédés de digestion bactérienne. De plus, la politique québécoise de gestion des matières résiduelles interdit l’élimination du papier et du carton depuis la fin de l’année 2013. Il est ainsi impératif de trouver des nouvelles voies de valorisation pour cette boue qui est actuellement épandue ou  incinérée. Le but du projet est d’introduire  la BD dans  la production des composites bois‐polymère (CBP) puisqu'elle contient des fibres de bois et de l’argile (kaolinite). Ainsi, l’objectif général de cette étude est d’évaluer le potentiel de valorisation des BD pour la production de composites à base de fibres de Kraft, de boue de désencrage et de polyéthylène. La mise en  forme des composites a été effectuée en deux étapes, soit  le mélangeage par extrusion suivi du moulage par  injection. Les échantillons moulés  correspondent  à  des  éprouvettes  d’essais  mécaniques  et  physiques.  Les  résultats 

obtenus  montrent  que  les  propriétés  physiques  et  mécaniques  varient  en  fonction  de  la proportion et de  la nature des  fibres. L’ajout de BD dans  le polymère permet de produire des composites  avec  une  grande  résistance  à  l’eau,  une  ténacité  et  une  ductilité  élevées  en comparaison aux CBP traditionnels. La fibre Kraft produit des CBP plus rigides et plus résistants en comparaison aux CBP formés avec la BD. 

MOTS CLÉS 

Composites  bois‐polymère,  boue  de  désencrage,  fibre  Kraft,  propriétés  physiques  et mécaniques, polymère thermoplastique.  

 

 

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EFFETSDES NANOPARTICULES SUR LES CARACTÉRISTIQUESDESCOMPOSITESPEHD/FIBRESDEBOIS

Mohamed Mokhtar Hadidanea, Ahmed Koubaaa, Sébastien Migneaulta, Mohamed Jazirib 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, bÉcole Nationale d’ingénieurs de Sfax, Tunisie.

Mohamed Mokhtar Hadidan 

L’utilisation  des  nanoparticules  est  parmi  les  approches  envisageables  pour  améliorer  les propriétés  et  le  comportement  en  service  des  composites  bois‐polymère  (CBP).  Cependant, l’addition des nanoparticules dans la formulation pourrait entraîner des changements aussi bien dans les paramètres de mise en forme que dans les caractéristiques mécaniques des CBP. Ainsi, l’objectif  de  cette  étude  est  de  cerner  l’effet  de  l’incorporation  des  nanoparticules  sur  les propriétés  rhéologiques, mécaniques, physiques  et  thermiques des  composites polyéthylènes haute densité/peuplier faux‐tremble. Un dispositif factoriel 33 a été utilisé, où  les facteurs sont la  proportion  de  bois  (20 %,  30 %,  40 %),  le  type  de  nanoparticules  (alumine,  silicate, montmorillonite) et  le pourcentage de nanoparticules (1 %, 3 %, 5 %). Le polyéthylène greffé à l’anhydride maléique a été utilisé comme agent de couplage à  raison de 3 %. Le  rhéomètre à couple nous a permis d’étudier  les propriétés de fusion des différentes granules élaborées. Les éprouvettes  d’essais,  obtenues  par  injection,  ont  servi  à  étudier  les  propriétés  physiques  et mécaniques des CBP. Les propriétés thermiques furent mesurées par un calorimètre différentiel à balayage. Les résultats  indiquent que contrairement aux  fibres qui accroissent  le couple à  la stabilité ainsi que  l’énergie de mélangeage,  les nanoparticules réduisent considérablement ces paramètres. Dépendamment de  la polarité des nanoparticules, celles‐ci peuvent améliorer ou dégrader les propriétés physiques et mécaniques. Quant à l’effet des proportions de fibres et de nanoparticules  sur  les  propriétés  thermiques,  les  résultats  ont  montré  qu’il  y  a  un  effet significatif, mais instable sur les CBP.  

MOTS CLÉS 

Nanoparticules,  composites  bois‐polymères,  rhéomètre  à  couple,  propriétés  mécaniques  et physiques, calorimètre différentiel à balayage.  

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PROGRAMMEDE RECHERCHEDE LA CHAIREDE RECHERCHEDUCANADA EN VALORISATION CARACTÉRISATION ETTRANSFORMATIONDUBOIS(CRC‐VACAT)

Ahmed  Koubaaa,  Professeur‐chercheur  à l'Institut  de  recherche  sur  les  forêts  (IRF), titulaire de  la Chaire de recherche du Canada en  valorisation,  caractérisation  et transformation du bois (CRC‐VACAT). 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, 

Ahmed Koubaa

Les  travaux  de  la  chaire  visent  à  développer  des  outils  innovateurs  pour  la  caractérisation rapide  et non‐destructive des propriétés du bois  issu de diverses  stratégies d’aménagement forestier  intensif et contribuer ainsi à  l’avancement des connaissances sur  les  implications des variations des caractéristiques du bois et des fibres sur la qualité et la valeur des produits. Dans une perspective de maximiser les retombées de l’utilisation du matériau bois, les travaux de la chaire  visent  aussi  à  développer  de  nouvelles  technologies  de  production  de  nouveaux produits,  dont  les  biocomposites,  et  de  traitement  du  bois  et  de  surface  notamment  par l’utilisation des nanotechnologies.  

OBJECTIFS: 

Axe 1: Implications de l’aménagement forestier intensif (AFI) sur la qualité du bois et la valeur 

des produits 

1.1 Développer et utiliser des outils avancés et non destructifs pour la caractérisation du bois issu de diverses stratégies d’AFI; 

1.2 Établir les relations qui existent entre les caractéristiques intrinsèques du bois et de la fibre issus de diverses stratégies d’AFI et la qualité des produits finis. 

Axe 2: Développement de nouvelles  technologies de production et de nouveaux produits de 

bois et de biocomposites 

2.1  Développer une nouvelle génération de biocomposites; 2.2  Améliorer la résistance au feu du bois et des composites à base de bois; 2.3  Optimiser le procédé de traitement biothermique du bois; 2.4  Améliorer les propriétés de finition de surface par l’utilisation des nanoparticules. 

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DÉVELOPPEMENT DES MÉTHODES D’EXTRACTION DESBIOPLASTIQUESISSUESDESBOUESPAPETIÈRESPARLESLIQUIDESIONIQUES

Sanae Elharchea, Daniel Montplaisira, Simon Barnabéa 

aUniversité du Québec à Trois‐Rivières, Canada. 

 

Sanae Elharche 

Le  remplacement  des  plastiques  de  sources  pétrolières  et  l’utilisation  des  bioplastiques biodégradables présentent un  grand  intérêt mondial.  Le processus de  fabrication des papiers génère des rejets qui sont riches en produits thermoplastiques biodégradables, tel que le cas du polyhydroxyalkanoate (PHA). Ce dernier est un polyester linéaire d’hydroxyalcanoate synthétisé par les bactéries à partir des ressources végétales notamment les polysaccharides, les protéines et  les  lipides.  Ce  polymère  s’accumule  dans  le  cytoplasme  de  certaines  bactéries  après  le processus de fermentation et en présence d’une source de carbone. Pendant le traitement des boues  papetières,  ce  polymère  se  trouve  emprisonné  sous  forme  d’énergie  par  les microorganismes utilisés au cours du processus. Dans ce contexte, ce projet de recherche a pour objectif de valoriser  les rejets  industriels,  tout en développant une  technique d’extraction des PHA  existant  dans  les  boues  papetières  secondaires.  Ces  biopolymères  seront  utilisés,  par  la suite dans plusieurs applications  industrielles, notamment  l’emballage des produits papetières. Ainsi les objectifs spécifiques de ce travail sont: 1) de développer une méthode d’extraction des PHA à partir des boues des usines de pâtes à papier, en utilisant les techniques conventionnelles et  les  liquides  ioniques  et  2)  de  produire  le  PHA  dans  des  cultures  de  fermentation  au laboratoire en utilisant un microorganisme spécifique, le Capriavidus necator. Les résultats de la production de ce polymère en milieu de culture seront utilisés pour comparer le rendement des deux méthodes d’extraction. Les résultats montrent que l’extraction des PHA par les techniques conventionnelles est une étape délicate et très  longue, qui nécessite une consommation assez importante des solvants d’extraction, alors que l’extraction des PHA par les liquides ioniques est une  méthode  prometteuse  et  plus  rapide.  Les  liquides  ioniques  représentent  d’excellents candidats pour  le développement des techniques d’extraction de ce biopolymère.   La méthode d’extraction  par  liquides  ioniques  à  permis  d’extraire  50%  du  PHA  contenu  dans  la  boue papetière. 

Mots clés 

Boues papetière, extraction, PHA, Capriavidus necator, liquides ioniques. 

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CARACTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS ET ÉVALUATION DUPOTENTIEL DU BOIS DE PEUPLIER FAUX‐TREMBLE POUR DENOUVEAUXUSAGES

Wissem Menaia, Ahmed Koubaaa, Suzanne Braisa 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada.

 

Wissem Menai 

Le peuplier  faux‐tremble  est une  essence de bois  importante puisqu'elle  est utilisée dans de nombreuses applications au Canada, dont  les pâtes et  papiers,  les   panneaux  composites,  les meubles  ainsi  que  pour  l’énergie.  Peu  d’études  ont  étudié  les  propriétés  physiques  et mécaniques de ce bois. Plus spécifiquement, aucune étude n’a examiné  la distribution du bois juvénile/mature chez cette essence. Les variations  intra‐arbre et  inter‐arbres de ses propriétés sont  aussi  très  peu  connues.  Des  connaissances  fondamentales  sur  les  effets  des  pratiques sylvicoles  sur  la  qualité  du  bois  de  cette  essence  sont  aussi manquantes.  Le  présent  projet s’inscrit dans une perspective d’optimiser  l’exploitation et  l’utilisation de cette essence. Ainsi, l’objectif général de cette étude est de caractériser les attributs de la qualité du bois du peuplier faux‐tremble et de  sa variation dans une perspective de valorisation. Plus  spécifiquement,  les objectifs du projet sont: 1) caractériser les variations intra‐arbre, inter‐arbres et en fonction des traitements  sylvicoles  des  attributs  de  la  qualité  du  bois  du  peuplier  faux‐tremble,  plus particulièrement  les  propriétés  anatomiques,  physiques,  thermiques  et  mécaniques  et  2) modéliser la formation du bois juvénile‐mature chez le peuplier faux‐tremble.  

MOTS CLÉS 

Peuplier faux‐tremble, qualité du bois, caractérisation, modélisation, éclaircie, valorisation. 

 

 

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MODÉLISATION DE LA PROPORTION DU BOIS JUVÉNILE CHEZL’ÉPINETTEBLANCHEETLEPINGRIS

Mvolo Cyriac Sergea, Ahmed Koubaaa Alain Cloutierb; Jean Beaulieuc 

a  Université  du  Québec  en  Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda,  Canada,  b  Université  Laval,  Québec, Canada, c Ressources Naturelles Canada, Canada.

 

Mvolo Cyriac Serge 

 

La variation radiale des propriétés du bois a porté à définir deux types de bois à l’intérieur d’un même  tronc,  le  bois  juvénile  et  le  bois mature.  La  connaissance  du  bois  juvénile  et  de  ses propriétés est importante, ainsi que l’estimation de sa proportion, car les différences entre bois juvénile et mature sont  la principale raison de  la variabilité de  la qualité du bois. La transition entre bois juvénile et bois mature n’est pas abrupte, mais s’étale sur quelques années. L’âge de transition varie entre  les arbres, diminue avec  la hauteur dans  le même arbre, change dans  le même arbre en fonction de la propriété, et de la méthode utilisée pour son estimation. Il varie également entre  les arbres poussant dans des  régions différentes, et diminue du nord vers  le sud. L’âge de transition pourrait être déterminé en utilisant divers attributs de qualité du bois, notamment  la  longueur  des  trachéides.  Ces  dernières  représentent  92,5 %  du  bois  chez l’épinette  blanche.  Ce  travail  de  recherche  a  une  double  finalité.  Sur  le  plan  scientifique,  il permet  de  développer  des  modèles  pour  la  prédiction  des  dimensions  des  trachéides  de l’épinette blanche. Une attention particulière est portée à l’impact de la fonction conductrice de cet organe sur la variation de ses dimensions. De même, ce travail réduit la confusion existante autour de l’âge de transition déterminé avec la longueur des trachéides. Il permet également de comprendre l’influence de l’origine des graines du pin gris sur divers attributs de qualité du bois. D’un point de vue pratique, ce travail permet de prédire la longueur des trachéides de l’épinette blanche plusieurs décennies avant la récolte.  

MOTS CLÉS  

Qualité du bois, âge de transition, bois juvénile, bois mature, longueur des trachéides. 

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RENFORCEMENT DE COMPOSITES BOIS‐POLYMÈRE PAR DES FIBRES DE 

CARBONE 

Djamila Kadaa,b,c, Ahmed Koubaaa, Sébastien Migneaulta,  Ghezalla Tabakb 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, bUniversité des Sciences et de la 

Technologie Houari Boumediene, Algérie, cEcole préparatoire 

Sciences et Techniques d’Alger, Algérie. 

Djamila Kada 

L’utilisation des composites bois‐polymère (CBP) est en croissance en raison de leurs nombreux avantages. La principale utilisation des CBP, de nos jours, est dans le secteur de la construction (terrasses, toitures, portes, fenêtres, etc). Cependant,  leurs propriétés mécaniques sont faibles et peuvent être améliorées, en ajoutant une petite quantité de  renfort de  fibres synthétiques comme les fibres de carbone. L’objectif de cette étude est d'étudier l’effet de l’ajout de fibres de carbone  sur  les  propriétés  mécaniques  et  physiques  des  composites  hybrides  bois‐polypropylène.  Les  composites  hybrides  ont  été  préparés  avec  différentes  proportions  de fibres  de  peuplier,  6%  de  fibres  de  carbone  et  3%  de  polypropylène modifié  à  l’anhydride maléique  (PPMA)  comme  agent de  couplage, en utilisant  l'extrudeuse à double  vis,  suivie du moulage par injection. Les résultats indiquent que l'ajout de fibres de carbone aux CBP améliore substantiellement les propriétés mécaniques. Le comportement d'absorption de l'eau a indiqué que les composites hybrides offrent une meilleure résistance à l'eau que les CBP. L’analyse par la  microscopie  électronique  à  balayage  des  composites  a  permis  de  mettre  en  évidence l’amélioration de  l’adhésion des  fibres dans  la matrice en présence du PPMA. Cette recherche suggère que les propriétés mécaniques des CBP pourraient être améliorées par incorporation de 6% de fibres de carbone. 

MOTS CLÉS 

Fibres de carbone, polypropylène, composites bois‐polymère, composites hybrides. 

 

 

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EFFETS DES VARIATIONS DES PROPORTIONS ET DESCARACTÉRISTIQUESDESFIBRESDEBOISSURLESPROPRIÉTÉSDESCOMPOSITESBOIS‐PLASTIQUE

Mourad Saddema, Ahmed Koubaaa, Bernard Riedlb 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, b Université Laval, Québec, Canada.

 

Mourad Saddem 

Les  propriétés  physico‐mécaniques  des  composites  bois‐plastique  (CBP)  dépendent  des propriétés  des  fibres  et  de  la  qualité  de  l’adhésion  entre  la  fibre  et  la matrice.  L’objectif  du projet est de modéliser  les propriétés des CBP en fonction des caractéristiques  intrinsèques de la  fibre  de  bois  et  des  propriétés  de  la matrice  thermoplastique.  Des  fibres  du  pin  gris  et d’épinette noire  furent déchiquetées, broyées,  tamisées et échantillonnées pour  la  fabrication des profilés de CBP. Le polyéthylène à haute densité fut utilisé comme matrice thermoplastique. Des pastilles de CBP ont été  fabriquées par extrusion selon différentes proportions massiques des  fibres de bois  (25%, 35% et 45%), puis des éprouvettes de  traction et de  flexion ont été fabriquées par un procédé d’injection. Un dispositif expérimental 3x2x2 pour chaque essence de bois est élaboré.  Les  trois  facteurs  sont  la  longueur de  la  fibre  (longue, moyenne,  courte),  la résistance  intrinsèque de  la fibre (broyage mécanique et PTM) et  l’adhésion entre  la fibre et  le polymère (avec et sans agent de couplage). La variation des proportions et de la taille des fibres ont des effets significatifs sur les performances mécaniques des CBP. La rigidité et la résistance à la  rupture  augmentent  proportionnellement  avec  l’augmentation  de  la  taille  des  fibres.  Les propriétés mécaniques sont améliorées par la présence de l’agent de couplage, ce qui s’explique par une meilleure liaison entre les fibres et la matrice thermoplastique. Les CBP fabriqués avec des  fibres PTM montrent de meilleures propriétés physico‐mécaniques grâce à une meilleure adhésion  due  à  l’augmentation  de  surface  de  contact  entre  fibre  et matrice.  Les  propriétés thermiques dépendent de  la proportion du plastique dans  les CBP, ainsi que de  la présence de l’agent de couplage. L’absorption d’eau augmente avec la proportion des fibres de bois dans les CBP. 

MOTS CLÉS 

Fibre de bois, composites, propriétés mécaniques, absorption d’eau, polyéthylène. 

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IMPLICATIONSDELACHIMIEDESURFACEDESFIBRESDEBOISSURLESPROPRIÉTÉSMÉCANIQUESDESCOMPOSITESBOIS‐POLYMÈRE

Sébastien Migneaulta, Ahmed Koubaaa 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue.

 

Sébastien Migneault 

Puisque la cohésion des composites bois‐polymère (CBP) dépend des interactions fibre‐matrice, il est probable que la chimie de surface des fibres joue un rôle important dans le développement des  propriétés  du matériau.  L'objectif  de  la  présente  étude  est  de mettre  en  évidence  les relations entre la chimie de surface des fibres de bois et les propriétés mécaniques des CBP. Six fibres furent échantillonnées et caractérisées à l’aide de la spectroscopie photoélectronique par rayons  X  et  en  termes  de  composition  chimique  de masse. Des  échantillons  des  CBP  furent fabriqués, par moulage par injection, en utilisant 40% de chacune des fibres. La matrice utilisée est le polyéthylène à haute densité et le polyéthylène maléique (PEMA) fut utilisé comme agent de  couplage.  Les échantillons de CBP  furent  caractérisés en  termes de  flexion, de  traction et d’impact.  L’adhésion  fibre‐matrice  fut  observée  au microscope  électronique  à  balayage.  Les résultats  montrent  que  les  propriétés  mécaniques  des  CBP  augmentent  avec  le  ratio oxygène/carbone en surface des fibres, alors qu’elles diminuent avec  la proportion de carbone non‐oxydé,  associé  à  la  lignine  et  aux  substances  extractibles.  Au  contraire,  les  propriétés mécaniques des CBP augmentent avec  la proportion de  carbone oxydé en  surface des  fibres, attribué aux polysaccharides. Ces résultats s’expliquent par le fait que la réaction d’estérification des  fibres  avec  le  PEMA  se  produit  sur  les  sites  oxydés  en  surface  des  fibres,  comme  les fonctions hydroxyles (O‐H). Ainsi, les fibres avec une surface riche en polysaccharides, comme la pâte de cellulose, ont produit les CBP les plus performants. 

MOTS CLÉS  

Composites bois‐polymère, chimie de surface, spectroscopie de photoélectronique par rayons X, adhésion fibres‐matrice, propriétés mécaniques.  

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INVESTIGATION OF THE PROPERTIES OF WOOD‐POLYMERCOMPOSITESFILLEDWITHSILANIZEDSILICATE‐BASEDMINERALS 

BabakKoohestania,AhmedKoubaa,TikouBelema,BrunoBussièrea

aUniversitéduQuébecenAbitibi‐Témiscamingue,Rouyn‐Noranda,

Canada.

BabakKoohestani

Mineral fillerscanameliorate thephysical, chemical, thermal, rheological, andmechanicalpropertiesofpolymericmaterials.Carbonatecalcium,carbonblack,andquartzarethemostwellknownmineralsusedinpolymers.Adsorbing,covalentlybonding,encapsulating,crosslinking,andentrappingarethecommonmechanismsofinteractionbetweenmineralfillersand polymer matrix. Modification of minerals with silane coupling agents modifies theinteraction between fillers and matrix resulting in increased dimensional stability,hydrophobicity, rheological behavior, dispersion, and mechanical properties. Fewinvestigationsevaluatedtheuseofmineralfillerswithwoodplasticcomposites.Therefore,through a pilot research, the effect of silanized silicate basedminerals, a combination ofsilica and aluminosilicate micro particles, on the chemical, mechanical, and thermalproperties of poplar wood high‐density polyethylene (HDPE) is estimated. In order tomodify the mineral fillers, different organosilanes including vinyltrimethoxy andaminoethylaminopropyltrimethoxy silanes (5%) are used as the cross‐linking agents.Differentamountsofmodifiedminerals(1‐5%)areaddedinwoodpolymercompositesasthereplacementofHDPE.Theresultsofthisstudyshowthattheadditionof1%silanizedmineralsimprovedthepropertiesofcompositesnoticeably.Whilebothofsilanesimprovedthe ductility, vinyl silane was more efficient in tensile strength improvement (10‐25%).Amino silane on the other handwasmuchmore effective to improveductility (10‐15%).Basedonthisinvestigation,itispossibletoreducetheamountofpolymerinwood‐polymercompositeswhilemaintainingthesameproperties.

KEYWORDS

Wood‐plasticcomposites,mineralfiller,woodfibre.   

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NOUVEAUX OUTILS D’AMÉLIORATION DU RENDEMENT DE BIO‐MÉTHANISATIONDULACTOSÉRUMDANSLESFROMAGERIES

Rayen Tanabenea, Ahmed Koubaab, Hassine Bouafifc 

aInstitut National des Sciences Appliquées et de Technologie, Tunisie, bUniversité du Québec en Abitibi‐

Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada, cCentre Technologique des Résidus Industriels, Rouyn‐Noranda, 

Canada.  

 

Rayen Tanabene 

Les industries fromagères génèrent des grandes quantités de déchets dans le monde, dont peu sont traités avant leur rejet dans l’environnement. Le lactosérum représente un tiers des rejets de cette industrie et constitue une source de pollution à cause de sa richesse en nutriments et sa forte charge organique. L’objectif de ce travail est d’optimiser  les opérations d’une unité de méthanisation en  vue de  traiter  le  lactosérum et  le  valoriser par production de biogaz. Nous chercherons  d’une  part  de mettre  en  fonction  un  réacteur  industriel  afin  de  déceler  toute anomalie pouvant altérer  l’équilibre de  la réaction de méthanisation, et d’autre part à réaliser des montages à échelle laboratoire afin de proposer des meilleures solutions pour améliorer le rendement de bio‐méthanisation du lactosérum par la co‐digestion avec le fumier et les cendres de bois. 

MOTS CLÉS 

Lactosérum, fumier, cendres, digestion anaérobie, co‐digestion. 

 

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EFFET DES TRAITEMENTS SYLVICOLES SUR LES PROPRIÉTÉSCHIMIQUESDUBOIS:DÉVELOPPENTD’UNEMÉTHODERAPIDEDECARACTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS CHIMIQUES DU BOIS ENUTILISANTLASPECTROSCOPIEINFRAROUGE

Besma Bouslimi a, Ahmed Koubaaa 

a Université du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Québec. 

  

Besma Bouslimi 

La composition chimique du bois est complexe et hétérogène. Elle dépend de  la diversité des tissus  et  de  leurs  réponses  aux  changements  des  conditions  extérieures.  D’un  autre  côté, l’aménagement forestier intensif est parmi les solutions envisageables pour assurer la pérennité des  ressources  forestières. En  contrepartie,  les différents  traitements  sylvicoles  influencent  la qualité  du  bois.  Les  effets  réels  de  ces  pratiques  sur  les  propriétés  chimiques  du  bois  sont inconnus,  en  absence  d’outils  fiables  et  rapides  pour  mesurer  leurs  implications  sur  ces propriétés. La spectroscopie  infrarouge (FTIR) est un outil puissant, qui a été utilisée pour une caractérisation  rapide  et  non  destructive  des  propriétés  du  bois.  Cette  méthode  permet d’identifier des pics associés aux différents composants chimiques dans le bois. L’intensité du pic est souvent reliée à la teneur du composant, mais aucune relation directe n’est établie. Dans le présent projet, on  vise à établir des relations directes qui permettront de prédire la teneur des différents composants chimiques à partir des mesures d’intensité de pics obtenus par  le FTIR. Des  analyses  massiques  conventionnelles  seront  réalisées  pour  déterminer  les  teneurs  en extractibles, en lignine et en polysaccharides. Ainsi, la relation entre les valeurs obtenues par le FTIR et celles obtenues par les méthodes conventionnelles sera déterminée. Les objectifs de ce travail sont : 1) développer une méthode rapide de caractérisation des propriétés chimiques du bois  en  utilisant  la  spectroscopie  infrarouge;  2)  évaluer  les  effets  de  diverses  stratégies d’aménagement forestier sur les propriétés chimiques du bois de l’épinette et du pin gris; et 3) déterminer les variations intra‐arbre des propriétés chimiques de ces deux essences.

MOTS CLÉS 

Composition chimique, spectroscopie infrarouge, traitements sylvicoles, variabilité. 

 

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EFFETS DES COUPES PARTIELLES SUR LA QUALITÉ DU BOIS DEL'ÉPINETTEBLANCHE

Zahia Ait Si Saida, Ahmed Koubaaa, Brian Harveya  

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada.

 

Zahia Ait Si Said 

L’épinette blanche  (Picea glauca) est  l’une des espèces  les plus répandues de  la forêt boréale. Cette essence a un  rôle économique  considérable pour  l’industrie  forestière.  L’aménagement forestier  intensif,  dont  les  coupes  partielles,  est  parmi  les  alternatives  pour  favoriser  la croissance  des  tiges  de  l’épinette  blanche.  Toutefois,  les  effets  réels  de  ce  traitement  sur  la qualité de son bois sont inconnus. Ainsi, l’objectif de la présente étude est d’évaluer l’effet des coupes  partielles  en  peuplement  mixte  sur  les  propriétés  physiques  et  anatomiques  de l’épinette  blanche.  Les  objectifs  spécifiques  sont:  1)  déterminer  les  variations  intracernes, radiales et  longitudinales des composants de  la masse volumique du cerne et de  la croissance; 2)  étudier  la  variation  des  propriétés  anatomiques  (largeur  et  longueur  des  trachéides  et l’épaisseur des parois cellulaires) avec  l’âge cambial et  la hauteur de  l’arbre; 3) et déterminer l’effet des coupes partielles sur les propriétés physiques et anatomiques de cette essence. Pour ce  faire,  douze  parcelles  expérimentales  furent  sélectionnées  dans  un  réseau  de  coupes partielles effectué en 2001 et 2002. Quatre  intensités de récolte des coupes ont été étudiées: 0%, 65%  ,75% et 100% de  la surface terrière. Soixante‐douze arbres d’épinette blanche  furent échantillonnés et des rondelles de 10 cm ont été extraites à différentes hauteurs de l’arbre. Les propriétés  physiques  (largeur  et  masse  volumique  du  cerne)  seront  mesurées  à  l’aide  du densitomètre à rayon X. La  longueur et  le diamètre des  trachéides seront mesurés à  l’aide de l’analyseur de  la qualité des fibres, alors que  l’épaisseur des parois cellulaires sera déterminée par l’analyse des images obtenues par microscopie optique. 

MOTS CLÉS 

Masse  volumique,  croissance,  coupes  partielles,  qualité  du  bois,  propriétés  physiques  et anatomiques. 

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UTILISATIONDESFIBRESPAPETIÈRESPOURLEDÉVELOPPEMENTDEPRODUITSD’EMBALLAGEPARINJECTION

Marouan Rejeba, Ahmed Koubaaa, François Godarda 

aUniversité du Québec en Abitibi‐Témiscamingue, Rouyn‐Noranda, Canada.

 

Marouan Rejeb 

Suite à  la diminution de  la demande pour  le papier  journal,  la  valorisation des pâtes pour  la production  de  nouveaux  produits  s’avère  indispensable  pour  maintenir  la  capacité  de production des industries canadiennes. Le moulage par injection de pâtes est une alternative et vise  la  production  de  produits  d’emballages  à  base  de  cellulose  et  d’amidon.  Les  défis  de développement  de  ces  produits  incluent  l’identification  des  paramètres  du  procédé,  des propriétés du produit et son comportement en service. Les matériaux d’emballage nécessitent une résistance à l’humidité alors que les fibres papetières sont hygroscopiques. Outre la mise en forme  et  le  développement  des  propriétés mécaniques  des  produits,  l’amélioration  de  leur stabilité  dimensionnelle  présente  un  défi  de  taille.  Des  essais  seront  conduits  avec  trois proportions de fibres  issues de trois procédés papetiers (PTM, PCTM et Kraft). Les paramètres du procédé seront étudiés suivant trois paramètres (température, pression et temps d’injection) afin de déterminer  la meilleure  combinaison.  La  caractérisation du produit  injecté se  fera par des  tests  mécaniques,  physiques  et  thermiques  pour  déterminer  les  paramètres  optimaux. L’amélioration  de  la  stabilité  dimensionnelle se  fera  par  un  traitement  préalable  des  fibres : traitement  thermique,  chimique  ou  ajout  d’un  revêtement  hydrophobe.  Les  propriétés  en traction  et  flexion  seront modélisées  en  fonction  de  la  nature  des  fibres  et  des  proportions utilisées.  Ce  projet  vise  à  réduire  les  résidus  indésirables  en  substituant  le  plastique  par  des fibres papetières et contribue à  l’avancement des connaissances des phénomènes d’adhésion des fibres ainsi que leur impact sur les propriétés des matériaux. 

MOTS CLÉS 

Fibres papetières, injection, stabilité dimensionnelle, propriétés mécaniques, adhésion.