Résumé

Marcia Vidal Bastias
2006-02-01
MODÉLISATION DU PRESSAGE À CHAUD DES PANNEAUX DE FIBRES DE BOIS (MDF) PAR LA MÉTHODE DES ÉLÉMENTS FINIS
Directeurs: Alain Cloutier, André Fortin

Cette étude porte sur le développement d’un modèle mathématique-physique permettant de
modéliser le pressage à chaud des panneaux de fibres de bois (MDF) pour les procédés en
lot et en continu. Le système final est composé de trois équations différentielles : une pour
la conservation de gaz, une pour la conservation de la vapeur d’eau et une pour la
conservation d’énergie. On a introduit un terme de diffusion de la vapeur d’eau qui n’était
pas considéré auparavant. Les variables d’état prédites sont la température, la pression
gazeuse et la teneur en humidité. Le système d’équations a été résolu par la méthode des
éléments finis en employant le logiciel MEF++ développé au GIREF à l’Université Laval.
Les conditions aux limites utilisées durant la simulation sont du type Neumann non linéaire
ou du type Dirichlet selon le type de pressage simulé. Afin de valider les résultats
numériques en 2-D et 3-D donnés par ce modèle, on les a comparés avec les données
obtenues d’un procédé en lot au laboratoire et en continu dans une industrie. À cet effet, des
panneaux MDF d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BPS) ont été fabriqués et des
mesures de température ont été prises à l’aide des thermocouples à la surface et au centre de
l’ébauche. La pression gazeuse a aussi été déterminée lors du pressage à chaud avec une
sonde de pression introduite à l’intérieur de l’ébauche. De plus, pour évaluer la teneur en
humidité, sept modèles de sorption ont été extrapolés et comparés aux valeurs
expérimentales provenant de la littérature. Le modèle de Malmquist donne la meilleure
correspondance pour les humidités relatives considérées et a donc été utilisé.
Les résultats numériques indiquent que la température, la teneur en humidité et la pression
gazeuse prédites sont en accord avec les résultats expérimentaux pour les deux types de
pressage considérés sans utiliser un facteur d’ajustement. On a conclu que le modèle
mathématique-physique et la méthode des éléments finis ont un grand potentiel pour
résoudre ce type de problème et aider ainsi à maîtriser la qualité des produits et les pertes
lors de la fabrication. Il est fortement recommandé d’approfondir la recherche sur les
valeurs des paramètres physiques impliqués dans ce procédé.

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