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Introduction

La consommation mondiale des panneaux MDF a augmenté de 14 millions m3 en 1998 à 32 millions m3 en 2004 (FAO 2005). Ces panneaux sont faits des fibres du bois mélangés avec des catalyseurs, de la cire et de la résine. Durant la fabrication des panneaux, l’étape de pressage à chaud est une des étapes qui consomme la plus grande quantité d’énergie et en même temps qui détermine la plupart des propriétés physiques et mécaniques du produit final. En conséquence, un gros effort a été mis en place ces dernières quinze années pour étudier ce phénomène. On verra dans le premier chapitre que les différents modèles décrits pour le pressage à chaud ont évolué par rapport aux mécanismes de transfert de masse et de chaleur ainsi que les composants du comportement rhéologique pris en considération lors du développement du procédé.

Le but de ce travail vise à donner une description détaillée de tous les phénomènes de transfert de masse et de chaleur produits durant le pressage des panneaux MDF d’épinette noire ( Picea mariana (Mill.) BPS) et de sapin baumier ( Abies balsamea (L.) Mill.). Ces essences sont les plus utilisées au Québec et au Canada pour la fabrication de composites à base de bois. La chaleur provenant des plateaux chauds de la presse et la pression hydraulique produisent la plastification des fibres et la polymérisation de la résine. La teneur en humidité change constamment au niveau local et elle s’échappe principalement par les bords de l’ébauche sous l’effet de l’augmentation de la température et la différentielle de pression positive produite à travers l’épaisseur. En prenant en compte que l’air et la vapeur d’eau générée lors du pressage à chaud obéissent à la loi des gaz parfaits, nous avons considéré tous les mécanismes de transport dont certains étaient négligés auparavant. Ce modèle a été conçu au niveau macroscopique. Cela veut dire que les aspects concernant la morphologie et les dimensions des fibres n’ont pas été pris en considération dans cette approche. Il est important de mentionner que l’une des principales difficultés rencontré dans ce projet est le manque d’information sur les paramètres physiques dans l’intervalle provoqué principalement de températures pour les températures supérieures à 150 ºC.

Le modèle final présenté dans le quatrième chapitre est formé de trois équations et trois variables. Ces dernières correspondent à la température, la teneur en humidité et la pression gazeuse. Le système final peut être résolu en 2-D ou 3-D permettant ainsi une meilleure compréhension des phénomènes physiques développés lors du transfert de masse et de chaleur pendant le pressage à chaud. Il peut s’adapter facilement aux conditions de pressage fournies par l’usager et peut incorporer sans problèmes de nouvelles équations en augmentant le nombre des variables du système. La méthode de solution employée est la méthode des éléments finis en utilisant le logiciel MEF++ qui a été développé au GIREF à l’Université Laval. Le modèle a été validé avec des données provenant du laboratoire et de l’industrie des panneaux MDF.

© Marcia Vidal Bastias, 2006