Grants and Contributions:

Grant or Award spanning more than one fiscal year. (2017-2018 to 2022-2023)

PROBLÉMATIQUE. Les composites à base de bois permettent une utilisation optimale du bois en termes de dimension et qualité. Par exemple, les panneaux de fibres de densité moyenne (MDF) peuvent être fabriqués à partir de résidus de bois de sciage ou d'usines de seconde transformation. Les planchers d'ingénierie sont généralement constitués de plusieurs couches de bois laminées. Ces composites sont soumis à des variations de température et d'humidité relative en présence de contraintes mécaniques significatives durant le procédé de fabrication ou en service. Or il est connu que le comportement mécanique du bois sous contrainte est à la base de type viscoélastique mais qu'il est de plus influencé par les variations hygrothermiques que l'on désigne par « mécanosorption ». La densification du bois sous charge mécanique combinée à la chaleur et à la vapeur d'eau (THM) met aussi à profit les propriétés fondamentales du bois. La modélisation du comportement mécanique de ces produits nécessite une caractérisation plus approfondie de leur comportement mécanique viscoélastique et mécanosorptif.

OBJECTIFS. 1. Développer un modèle du pressage à chaud des panneaux de fibres MDF tenant compte des transferts de chaleur et de masse et du comportement mécanique de l'ébauche. 2. Développer un modèle de comportement mécanique des composites laminés en service suite à des variations de température et d'humidité relative ambiante. 3. Développer un modèle de transfert de chaleur et de masse couplé à un modèle mécanique du procédé de densification thermo-hygromécanique du bois.

DÉMARCHE SCIENTIFIQUE. Nous avons développé un modèle de transfert de chaleur et de masse dans l'ébauche d'un panneau MDF. Nous avons également développé des modèles de gauchissement de composites laminés (lames de plancher d'ingénierie) basés sur les transferts de masse et une loi de comportement élastique. Des travaux récents nous ont également permis de développer un procédé de densification THM du bois. Ces travaux nous ont démontré que le traitement à la vapeur du bois densifié en détermine la stabilité dimensionnelle. Nous proposons donc de poursuivre le développement d'un modèle du comportement des composites à base de bois en caractérisant les lois de comportement mécanique de l'ébauche des panneaux MDF , des composites laminés à base de bois en service avec ou sans renforcement avec des fibres de lin et du bois densifié THM.

ORIGINALITÉ ET IMPORTANCE DES TRAVAUX. Ce projet permettra d'améliorer la fabrication des panneaux de fibres de bois MDF et du bois densifié THM de même que le comportement de composites laminés en service. Nous proposons également d'étudier la fabrication de composites à base de bois renforcés avec des fibres de lin. En plus d'appuyer l'industrie dans l'optimisation de ces procédés, ces travaux permettront de former cinq étudiants gradués dans le domaine des composites à base de bois.