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Votre épinette noire est-elle normale?

Des façons de minimiser les complications dues au phénomène de l’épinette « jaune ».


9 avril 2013
Par Marc Savard et Peter Garrahan

Sujets
L’épinette « jaune » qui pousse en zone marécageuse peut être reconnue par sa forme distinctive, caractérisée par des branches courtes et une couronne vivante à la cime de l’arbre.

Vous séchez de l’épinette noire et vos temps de séchage s’allongent de plus en plus. En même temps, le personnel de l’usine de rabotage se plaint que votre bois est trop humide et qu’il casse dans la raboteuse. Vous avez vérifié votre séchoir de fond en comble : tous les ventilateurs fonctionnent, la vitesse de l’air ne montre rien d’anormal, le système de chauffage est sous contrôle (aucun purgeur bloqué), les évents sont bien ajustés et les sondes de température sont bien calibrées; alors qu’est-ce qui a changé, qu’est-ce qui ne fonctionne plus?

Peut-être que votre usine est en train d’expérimenter le phénomène de l’épinette « jaune ». Si vous n’avez jamais entendu parler de l’épinette « jaune », vous n’êtes pas le seul. Vous n’en trouverez pas mention dans les ouvrages de référence sur la physiologie ou l’identification des arbres. Toutefois, quiconque s’est retrouvé avec un approvisionnement d’épinette « jaune » vous confirmera qu’elle est vraiment différente de l’épinette noire normale. Les informations suivantes pourront vous aider à comprendre en quoi elle diffère et comment on peut minimiser les problèmes aux séchoirs.

L’épinette « jaune » tient son nom de la teinte jaunâtre qui est visible sur le bois vert fraîchement scié, et qui est causée par des poches de bois humide. Les mesures des propriétés physiques réalisées par Forintek, une division de FPInnovations, ont démontrées que, comparativement à l’épinette noire normale, l’épinette « jaune » a :

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  • une plus haute teneur en humidité initiale,
  • une plus haute densité basale, et
  • un taux de croissance plus faible.

L’ampleur des différences est présentée au tableau ci-joint. Pour les opérateurs de séchoirs, toutes ces propriétés distinctes se traduisent en complications. Il y a plus d’eau à évaporer d’un bois plus dense contenant plus d’anneaux de croissance à traverser. Pour compliquer les choses davantage, l’épinette « jaune » contient aussi plus de bois de compression et de fibre torse (qui cause de la déviation du fil dans les pièces). C’est une recette explosive pour le développement de courbure, plus particulièrement la torsion!

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Une portion anormale
Le Dr Cornelia Krause et ses collègues du Consortium de recherche sur la forêt boréale commerciale de l’Université du Québec à Chicoutimi ont passé du temps en forêt pour comprendre comment l’épinette « jaune » se développe. Ils ont confirmé qu’il s’agit d’une portion anomale de l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) qui contient des poches de bois humide.

Ils ont trouvé que les secteurs forestiers avec les niveaux de nappe phréatique les plus hauts (zone marécageuse) sont le meilleur indicateur pour trouver l’épinette « jaune ». C’est pourquoi les usines reçoivent plus d’épinette « jaune » lorsque les opérations forestières d’hiver commencent. Les arbres sur pied peuvent être reconnus par leur forme distinctive, laquelle est caractérisée par des branches courtes et une couronne vivante à la cime de l’arbre.

Dr. Krause a aussi étudié la distribution des poches de bois humide à l’intérieur des tiges. Les chercheurs ont trouvé des poches de bois humide jusqu’à 16 pieds du sol. Ainsi, dans les usines de bois de colombage, on peut s’attendre à retrouver de l’épinette « jaune » à teneur en humidité plus élevée dans le premier et le deuxième billot. Les billots restants auront quand même une plus haute densité mais n’auront pas une teneur en humidité élevée ou des poches de bois humide comme dans la partie plus basse de l’arbre.

De plus, lorsqu’ils ont observé le système racinaire de ces arbres, les cher-cheurs ont conclu que ces arbres s’étaient adaptés à la mauvaise qualité du site. Le système racinaire a dû développer de nouvelles racines adventives car, avec le temps, l’augmentation du poids de l’arbre a fait pénétrer l’arbre de plus en plus profondément dans le sol marécageux. Le sol mou et marécageux explique aussi la plus haute proportion de bois de compression et de fil tors puisque la croissance de l’arbre a du s’adapter à ce sol instable.

En collaboration avec nos collègues de l’Université du Québec, nous avons évalué la possibilité de trier les tiges d’épinette « jaune » au moment de la récolte en fonction des caractéristiques du site. Nous avons trouvé que, même dans les zones marécageuses, ce ne sont pas toutes les épinettes qui développent ce type d’anomalie. Une tige d’épinette noire normale peut se retrouver juste à côté d’une tige d’épinette « jaune »!

Deux à trois fois plus de temps
Une autre étude de Forintek a montré que l’épinette « jaune » peut prendre jusqu’à deux à trois fois plus de temps à sécher que l’épinette noire normale. Ces résultats indiquent que si la proportion d’épinette « jaune » est importante, elle doit être séchée séparément de l’épinette normale. Des analyses ont été effectuées pour déterminer la meilleure façon de repérer l’épinette « jaune » à la table de triage à l’usine de sciage.

La masse volumique apparente a été déterminée comme étant le meilleur indicateur pour identifier ce matériel. La masse volumique apparente est la masse totale d’une pièce divisée par son volume. La masse à l’état vert est fonction de la teneur en humidité de la pièce et de sa densité basale. Ces deux propriétés sont plus élevées chez l’épinette « jaune ».

Des systèmes en continu mesurant des propriétés reliées à la masse volumique apparente (tel que les systèmes de pesée) ont été employés avec succès dans des usines du Nord du Québec et de l’Ontario pour trier l’épinette « jaune ».

Si la proportion d’épinette « jaune » est faible (5 à 20 % de l’approvisionnement) nous recommandons de considérer le séchage à l’air. En se basant sur ses temps de séchage plus long et sa plus forte tendance au gauchissement, il n’est peut être pas rentable de sécher l’épinette « jaune » dans vos séchoirs, d’autant plus si vous avez autre chose à sécher.

De manière à limiter le développement de torsion, nous recommandons d’employer les meilleures pratiques d’empilage possibles. Des lattes supplémentaires pour réduire l’espacement et un alignement adéquat des travers avec les lattes contribueront à conserver le bois droit.

Un bon aménagement de la cour de séchage à l’air favorisera un séchage uniforme. Un séchage à l’air bien géré est la clé pour les producteurs de bois MSR qui veulent capitaliser sur les meilleures propriétés mécaniques de ces bois. En raison des exigences phytosanitaires, il est peut être nécessaire de passer ces bois au séchoir pour les traiter à la chaleur de manière à pouvoir les estampiller KD/HT ou HT. Dans ce cas, nous recommandons d’utiliser un programme de traitement à la chaleur à humidité de l’air élevée tel que l’option B ou B1 de la PI-07 « Manuel des conditions d’opération et des lignes directrices sur le traitement à la chaleur » de l’Agence canadienne d’inspection des aliments. Cela aidera à minimiser le surséchage qui pourrait aggraver les problèmes associés au gauchissement.

Le lestage
Si le séchage à l’air ne peut être réalisé à l’usine, nous recommandons le séchage en séchoir avec des empilements dont les lattes sont espacées de 24 po et de prendre un soin particulier à ce que les travers soient bien alignés avec les lattes. Le lestage devrait être aussi considéré. Il existe différentes techniques pour appliquer du lestage en cours de séchage, que ce soit à l’aide de charges mortes ou par l’utilisation de systèmes mécaniques plus sophistiqués. Nos recherches ont démontré qu’une force équivalente à 100 livres par pied carré est requise pour réduire significativement le déclassement des rangées du haut des chargements.

FPInnovations – Forintek a aussi démontré les bénéfices d’utiliser un traitement de plastification à la fin du programme de séchage pour réduire la torsion de l’épinette noire. Cela est réalisé dans le séchoir en augmentant le thermomètre humide au-dessus de 200 °F et en gardant le thermomètre sec aussi près que possible de celui-ci. La température et l’humidité élevée ramollissent la lignine (qui est le ciment entre les fibres du bois), permettant ainsi de réduire les stress causant la torsion et les autres formes de gauchissement qui sont causées par le retrait du bois. Ce traitement doit est réalisé dans un séchoir bien étanche avec un système d’humidification performant ou dans une chambre construite spécifiquement pour cette fonction.

Le logiciel approprié
FPInnovations – Forintek offre OASiS, un outil d’aide à la décision, qui permet de comprendre le comportement au séchage de l’épinette « jaune ». Le logiciel OASiS peut aussi aider le personnel de l’usine à déterminer la meilleure stratégie de triage et de séchage pour gérer ce bois particulier en fonction de la proportion spécifique de vos essences. À titre d’exemple, OASiS a été utilisé pour évaluer l’impact de trier l’épinette « jaune » selon la masse volumique apparente, comme le ferait un système de pesée ou un autre système basé sur ce paramètre.

Cette simulation a confirmé que les deux lots issus du triage ne peuvent être séchés ensemble. En effet, après 47 heures de séchage, toute l’épinette pesant moins de 43 livres au pied cube (ce qui est près de 85 % de l’approvisionnement) est prêt à sortir du séchoir, mais le lot des épinettes lourdes, qui contient principalement de l’épinette « jaune », contient encore 75 % de bois trop humides. OASiS nous apprend aussi que l’épinette « jaune » prendra 109 heures si on la sèche séparément. Cela permet au personnel de déterminer la faisabilité économique et technique de sécher l’épinette « jaune » en séchoir ou à l’air.

Par le passé, on a souvent utilisé la présence d’épinette « jaune » dans l’approvisionnement comme excuse pour des mauvais résultats de séchage. Aujourd’hui notre industrie ne peut plus se permettre de maintenir cette attitude.

Heureusement, nous avons maintenant des outils pour identifier (et trier si nécessaire) les sciages problématiques et des
façons de les gérer.     


Peter Garrahan (peter.garrahan@ott.forintek.ca; 613-523-1232) et Marc Savard (Marc.Savard@fpinnovations.ca; 418-659-2647) sont des spécialistes du séchage pour FPInnovations, division Forintek.