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Luiz Oliveira

Groupe de Séchage et Énergie

Département de la Fabrication du bois de sciage

FPInnovations

Vancouver, C-B

25 Avril 2013

Ateliers-Conférence du CIFQ | Québec

Le séchage industriel de bois dans l’Ouest du Canada :développements et tendances

Contenu

2

- Objectifs

- Revue des enjeux et des développements

- Le séchage industriel dans l’Ouest du Canada

- Futur

3

- Objectifs

• Présenter un survol des développements technologiques en séchage

• Présenter un survol des technologies et des pratiques courantes deséchage dans l’Ouest du Canada

• VOUS fournir un cadre de référence qui vous permettra de :• Réfléchir sur les développements qui ont et qui n’ont pas été adoptés par

votre opération,• Revoir les technologies potentielles qui pourraient être implantées pour vous

aider à cibler différents produits et marchés

• Pour être utilisé à titre de référence et ‘espérons-le…’ pour générer desidées et débattre sur les besoins et les développements futurs destechnologies de séchage

Introduction

4

Besoins et enjeux…

Qu’est-ce qu’on (industrie) a fait ?

5

Quelques développements significatifs en séchage du bois(histoire récente) - bois résineux

Années 50 et avant

Besoins / enjeux

- réduire les coûts de transport- sécher de grands volumes- sécher rapidement- Coûts faibles

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- grands séchoirs (~220Mpmp)- feu direct (gaz naturel)- arbres longitudinaux (300-500 pi/min)- trains doubles ou triples

Académique - programmes de séchage

6

Quelques développements significatifs en séchage du bois(histoire récente) - bois résineux

Années 50 et avant Années 60

Besoins / enjeux

- réduire les coûts detransport- sécher de grandsvolumes- sécher rapidement- Coûts faibles

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- grands séchoirs(~220Mpmp)- feu direct (gaz naturel)- arbres longitudinaux(300-500 pi/min)- trains doubles ou triples

- séchoirs à la vapeur- développement deprogrammes de séchagepour différents produits etessences- séchoirs en continu

Académique - programmes de séchage - propriétés du bois

7

Quelques développements significatifs enséchage du bois (histoire récente) - bois résineux

Années 70

Besoins / enjeux

- qualité- produits différents- essence- uniformité- crise énergétique

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- séchoirs à haute température- séchoirs par déshumidification- séchoirs sous vide- vitesse de ventilation plusélevées- inversion des ventilateurs- lestage des chargements

Académique

- physique du bois- conductivité thermique- coefficients de diffusion- perméabilité

8

Quelques développements significatifs en séchage du bois(histoire récente) - bois résineux

Années 70 Années 80

Besoins / enjeux

- qualité- produits différents- essence- uniformité- crise énergétique

- qualité- productivité- coûts d’énergie- uniformité de l’humidité

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- séchoirs à haute température- séchoirs par déshumidification- séchoirs sous vide- vitesse de ventilation plus élevées- inversion des ventilateurs- lestage des chargements

- séchoirs multi-zones- contrôle de la température à la sortie- utilisation d’ordinateur PC pour lecontrôle- DTAB et taux d’évacuation- émissions acoustiques-contrôle du stress-retrait

- système par la pesée- système de mesure de l’humidité parrésistance et capacitance- séchoirs à l’huile thermique- statistiques- systèmes de récupération de la chaleur

Académique

- physique du bois- conductivité thermique- coefficients de diffusion- perméabilité

- transfert de masse et de chaleur- modélisation mathématique

Exigences des clients

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Equilibrium Moisture Content - EMC(%)

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

JanM

arM

ayJul

SepNov

EM

C(%

) Vancouver

Osaka

Tokyo

Kochi

Kanazawa

Teneur en humidité d’équilibre – THE (%)T

HE

(%)

Janv. Mars Mai Juil. Sep. Nov.

Composantes spéciales(maisons préfabriquées)

10

Japon

Uniformité de la teneur en humidité

11

Distribution

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97

value

Cu

mu

lati

ve

dis

trib

uti

on

(%)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Pro

b(%

)

Distribution

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97

value

Cu

mu

lati

ve

dis

trib

uti

on

(%)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

Pro

b(%

)

Objectif

Dis

trib

uti

on

cum

ula

tive

(%)

Dis

trib

uti

on

cum

ula

tive

(%)

Valeur Valeur

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Quelques développements significatifs en séchage du bois(histoire récente) - bois résineux

Années 90

Besoins / enjeux

- compétition dans des marchés établis- nouveaux marchés- séchage de bois plus épais- produits de magasins à grande surface- clients exigeants- coûts- productivité- ciblé l’humidité du client (stabilité dimensionnelle)- autres matériaux (colombage d’acier)- produits de bois d’ingénierie- courbure (faible diamètre)- épidémie de dendroctone du pin- globalisation

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- séchage RF- séchage V/VS- systèmes de gestion de l’énergie- thermomètres humides électroniques- injection de vapeur- atomisation d’eau- bain de vapeur- triage à l’état vert- triage des essences- séchage à l’air- reséchage- simulation par ordinateur- vitesse de ventilation plus rapide (1200 à 1400 pi/min)- plus gros séchoirs (~430 Mpmp)

Académique - modèles mathématiques prenant pour compte les stress de séchage- contrôle du procédé par intelligence artificielle

Future… sapin subalpin et dendroctone du pin

13

Sapin subalpin (et baumier)

14

Quelques développements significatifs en séchage du bois(histoire récente) - bois résineux

Années 00 et après

Besoins / enjeux

- traitement phytosanitaire- conservation de l’énergie- accroissement de la compétition- environnement- substitution des essences (présence accrue de sapin subalpin)- exigences de qualité plus strictes- crise du logement

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- mesure de l’humidité dans le séchoir- programme de traitement à la chaleur (générique et spécifique auséchoir/produit > cédules de 3 à 5 h- séchage en continu- lestage intégré au séchoir- main d’oeuvre mieux outillée- avancement dans l’électronique et la technologie des capteurs- ateliers de formation spécifique aux séchoirs- biomasse (séchoirs à l’huile thermique)- analyse comparative des pratiques de séchage- triage à l’état vert- triage après séchage- analyse des données >> tendances

Académique - modèles mathématiques prenant pour compte les stress de séchage- contrôle du procédé par intelligence artificielle

Tendances

15

16

Trendances

17

Bain devapeur

18

19

20

21

En résumé

Quelques développements significatifs en séchage du bois (histoire récente) - bois résineux

Années 50 et avant Années 60 Années 70 Années 80 Années 90 Années 00 et après

Besoins / enjeux

- réduire les coûts detransport- sécher de grands volumes- sécher rapidement- Coûts faibles

- qualité- produits différents- essence- uniformité- crise énergétique

- qualité- productivité- coûts d’énergie- uniformité de l’humidité

- compétition dans desmarchés établis- nouveaux marchés- séchage de bois plus épais- produits de magasins àgrande surface- clients exigeants- coûts- productivité- ciblé l’humidité du client(stabilité dimensionnelle)- autres matériaux(colombage d’acier)- produits de boisd’ingénierie- courbure (faible diamètre)- épidémie de dendroctonedu pin- globalisation

- traitement phytosanitaire- conservation de l’énergie- accroissement de lacompétition- environnement- substitution des essences(présence accrue de sapinsubalpin)- Exigences de qualité plusstrictes- crise du logement

Qu’est-ce qu’on a fait ?

- grands séchoirs(~220Mpmp)- feu direct (gaz naturel)- arbres longitudinaux (300-500 pi/min)- trains doubles ou triples

- séchoirs à la vapeur- développement deprogrammes de séchagepour différents produits etessences- séchoirs en continu

- séchoirs à hautetempérature- séchoirs pardéshumidification- séchoirs sous vide- vitesse de ventilation plusélevées- inversion des ventilateurs- lestage des chargements

- séchoirs multi-zones- contrôle de la températureà la sortie- utilisation d’ordinateur PCpour le contrôle- DTAB et taux d’évacuation- émissions acoustiques-contrôle du stress-retrait- système par la pesée- système de mesure del’humidité par résistance etcapacitance- séchoirs à l’huilethermique- statistiques- systèmes de récupérationde la chaleur

- séchage RF- séchage V/VS- systèmes de gestion del’énergie- thermomètres humidesélectroniques- injection de vapeur- atomisation d’eau- bain de vapeur- triage à l’état vert- triage des essences- séchage à l’air- reséchage- simulation par ordinateur- vitesse de ventilation plusrapide (1200 à 1400 pi/min)- plus gros séchoirs (~430Mpmp)

- mesure de l’humidité dansle séchoir- programme de traitementà la chaleur (générique etspécifique auséchoir/produit > cédules de3 à 5 h- séchage en continu- lestage intégré au séchoir- main d’oeuvre mieuxoutillée- avancement dansl’électronique et latechnologie des capteurs- ateliers de formationspécifique aux séchoirs- biomasse (séchoirs à l’huilethermique)- analyse comparative despratiques de séchage- triage à l’état vert- triage après séchage- analyse des données >>tendances

Académique - programmes de séchage - propriétés du bois- physique du bois- conductivité thermique- coefficients de diffusion- perméabilité

- transfert de masse et dechaleur- modélisationmathématique

- modèles mathématiquesprenant pour compte lesstress de séchage- contrôle du procédé parintelligence artificielle

Optimisme

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Formation

• Besoins :

niveau de l’opérateur

technologie du bois

diagnostique

développement de cédules de séchage

programme universitaire

science et technologie du bois

business

ingénierie

design

optimisation de procédés

Focus futur

Optimisme

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Procédé de séchage

• développement de programmes de séchage plus sophistiqués

• évaluation du séchage à l’air de certains produits, essences et saisons

• combinaison de techniques de séchage

• le séchage de bois trié

• le re-séchage de bois trié

• améliorer la séchabilité (HF, micro-ondes)

Optimisme

24

Équipements de séchage

• systèmes de contrôle qui utilisent l’intelligence artificielle (réseaux de neurones)

• usage des séchoirs continus

• le séchage V/VS et HF pour les produits de spécialité

• usage intensif des lecteurs d’humidité dans les séchoirs

• ventilateurs à vitesse d’air élevée (v > 1,200 pi/min [> 6 m/s] )

• utilisation de systèmes de récupération de la chaleur

Optimisme

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Systèmes d’énergie

• remplacement des sources traditionnelles d’énergies → système de cogénération

• séchoirs à feu direct (utilisant de la biomasse)

• usage de biomasse dans les séchoirs chauffés à la vapeur ou à l’huile thermique

Optimisme

26

Technologies de triage

• triage avant séchage :

masse, teneur en humidité, propriétés électriques, rayon gamma, paramètrede séchabilité

• triage après séchage :

re-séchage

• triage des essences

Optimisme

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Contrôle du procédé

• différence de température à travers le chargement (DTAB)

• systèmes multizones

• contrôle de la température de l’air à la sortie

• séchabilité (AI)

• suivi des contraintes en cours de séchage

Traitement à la chaleur

• développement de cédules

Optimisme

28

Recherche en séchage

• séchage à haute température (essences canadiennes)

• suivi des contraintes en cours de séchage

• relations bois-humidité

• contrôle de la qualité

• traitement à la chaleur

• modélisation par rapport à l’énergie

• propriétés physiques du bois de zones humides (sapin subalpin et pruche)

Optimisme

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Recherche en séchage (suite)

• simulation 3-D du séchage et du développement des contraintes

• triage avant séchage

• haute fréquence

• pompes à chaleur haute température

• triage et séchage de bois affecté par le dendroctone du pin

• stratégies de pré-triage et de post-triage

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« Je ne voudrais jamais mourir pour mes convictions parce que je pourrais avoir tort. »I would never die for my beliefs because I might be wrong.

Bertrand Russell (1872 – 1970)

Thank you very much

Muito obrigado

Merci beaucoup