216 - Le bois : la science d’aujourd’hui pour les matériaux de demain

Mot de bienvenue et programmation de la journée : les défis de la valorisation

La finition du bois

• Communication orale 09 h 00
  Développement de formulations polymérisables 100% solides pour la rectification des défauts du bois
  Jérémy Winninger (Université Laval)

  La présence de défauts dans le bois est une source majeure de pertes matérielles et monétaires pour l’industrie du bois dans le secteur des produits d’intérieur. Afin de combler ces défauts et limiter les pertes de matières premières, des agents de remplissage peuvent être employés. Toutefois, malgré la présence d’une variété importante de produits sur le marché, ces agents présentent tous des inconvénients majeurs contraignant leur utilisation en industrie. L'objectif est de développer des agents de remplissage à polymérisation rapide, pouvant supporter le gonflement et le retrait du bois, et possédant une bonne aptitude au sablage, tout en étant économique.

  Nos efforts se sont tout d’abord concentrés sur la formulation de mélanges réactifs mono-composante, à base d’acrylate, pouvant être polymérisés à la demande à travers utilisation d’une source d’excitation extérieure (chaleur, rayonnement ultraviolet). Le suivi de la cinétique de polymérisation a été effectué par imagerie thermique et calorimétrie différentielle à balayage dans l’optique de corréler la vitesse de polymérisation aux paramètres intrinsèques de ces systèmes. Le développement d’une nouvelle gamme d’agents de remplissage 100% solide vise à réduire la concentration de gaz à effet de serre à travers une valorisation et une utilisation accrue du bois, résultant en un produit plus écoresponsable, tout diminuant la quantité de composés organiques volatiles (COV) produits par l’industrie de transformation du bois.

• Communication orale 09 h 15
  Les adhésifs biosourcés pour le bois
  Emmanuel Lépine (Cégep de Trois-Rivières)

  Les adhésifs permettent d’élargir les applications potentielles du bois et d’en utiliser les résidus pour faire des produits à valeur ajoutée. Avec la diminution du diamètre moyen des tiges en Amérique du Nord et la volonté des concepteurs de produire des pièces de bois d’ingénierie toujours plus volumineuses, l’utilisation d’adhésifs pour le bois se trouve donc augmentée. La plupart des adhésifs utilisés sont cependant issus du pétrole qui est une ressource polluante, non renouvelable et toxique. La majorité des adhésifs utilisés sont des polymères thermodurcissables, peu biodégradables et non recyclables. L’inclusion d’adhésifs de source biologique, provenant d’organismes vivants, fait son chemin depuis quelques décennies. Avant l’arrivée du pétrole, les adhésifs utilisés étaient à base de protéines (sang animal, collagène, soja, caséine), mais ceux-ci présentaient certains défauts comme une faible vitesse de durcissement et une faible résistance à l’eau. Les adhésifs biosourcés utilisés actuellement sont généralement des mélanges de composés biosourcés et de composés pétrochimiques, afin d’atteindre les standards industriels. Comment pourrait-on arriver à un adhésif 100 % biosourcé qui répondrait à toutes les normes de l’industrie en matière de résistance mécanique, de vitesse de durcissement et de résistance à l’eau, tout en étant compétitif économiquement? La présente session tentera d’amener des pistes de réponses à cette question.

• Communication orale 09 h 30
  Élaboration d’une stratégie visant l’utilisation des produits de finitions à base d’eau pour l’industrie du meuble et des bois d’apparences
  Houssein Awada (Cégep de Victoriaville)

  Cette étude visait l’élimination des freins qui empêchent l’industrie du meuble et des bois d’apparences (plus de 2000 au Québec) d’adopter des produits à base d’eau.

  
  De nos jours, les produits de finition à base de solvants organiques sont largement utilisés dans ces entreprises. Ces produits provoquent l’émission d’une grande quantité de composés organiques volatils (COV) dans l’atmosphère. Certains COV présentent une haute toxicité, même en faible quantité. Aussi, afin de répondre aux exigences environnementales et à une tendance plus marquée pour les produits écoresponsables, il est donc nécessaire de développer des solutions de remplacement en utilisant, par exemple, des produits de finition à base d’eau. Ces produits permettent d’adresser des enjeux environnementaux, de santé pour les travailleurs et les collectivités qui seraient exposées aux solvants et finalement de sécurité au travail.

  
  Tout d’abord, les freins à l’utilisation des produits à base d’eau ont été identifiés. Puis, les résultats expérimentaux obtenus sur la qualité, la productivité, le cout et la disponibilité de produits de finition à base d’eau ont permis de minimiser ces freins et de proposer un plan stratégique favorisant le déploiement des finitions à base d’eau dans l’industrie du meuble et des bois d’apparences.

• Communication orale 09 h 45
  Les impacts environnementaux des produits du bois – une évidence?
  Charles Breton (Université Laval)

  Les qualités environnementales associées aux produits du bois sont des arguments de valorisation importants. Les termes biosourcé, renouvelable, séquestration, substitution, carboneutralité, etc. sont souvent utilisés comme justification en faveur d’une plus grande utilisation du bois. Ces notions sont toutefois généralement prises pour acquis – par exemple, leur évaluation n’est même pas mentionnée dans l’appel de communication de ce Colloque!

  Ce projet porte sur les impacts environnementaux du bois en analyse du cycle de vie (ACV), et plus spécifiquement sur son impact sur les changements climatiques. En négligeant l’influence du temps en ACV, les méthodes d’évaluation courantes ne reflètent pas bien les impacts associés aux produits du bois. Une méthode d’évaluation alternative, l’ACV dynamique, a donc été appliquée à l’étude d’un bâtiment en bois québécois. La méthode et son application seront présentées en détail. L’application de cette méthode a une échelle plus grande, celle du parc immobilier québécois, sera aussi discutée.

  En considérant l’influence du temps en ACV, la méthode présentée décrit mieux les impacts associés aux produits du bois. Elle établit une différence implicite entre les émissions de CO₂ d’origine fossile et biogénique. Les travaux présentés contribueront donc à valoriser les produits du bois comme outils de lutte aux changements climatiques, et à accroître les parts des industries du bois et de la forêt dans ce marché en croissance.

Pause et affiches

• Communication par affiche 10 h 01
  Impact de l’ajout d’additifs limitant l’inhibition de l’oxygène sur la résistance aux égratignures et la dureté de finitions pour le bois polymérisables aux Ultra-Violets (UV)
  Aurélien Hermann (Université Laval)

  Dans le domaine de la construction et des produits d’intérieur d’apparence, le bois a toujours occupé une place de choix grâce à son aspect chaleureux et récemment grâce à sa faible empreinte carbone. Lors de la fabrication de couvre-planchers, en plus du bois, les produits de finition appliqués en surface jouent un rôle important dans la perception du produit fini. Disposés à l’interface entre le bois et l’utilisateur final, les produits de finitions du bois sont d’une importance capitale pour apporter la protection, l’esthétique ou bien des propriétés spécifiques (aspect mat, hydrophobie, autoréparation). Leur développement a permis l’expansion des possibilités en matière de technologie, de couleur ou de brillance. Lors de l’application, la réticulation des produits de finition s’effectue grâce à la lumière UV. Cette technologie permet d’atteindre des cadences de production très élevées (15m/min), cependant plusieurs facteurs peuvent impacter les propriétés finales de la finition, dont l’inhibition de la polymérisation par l’oxygène. Cette étude a pour but de tester de différents composés pour réduire l’inhibition de l’oxygène (par spectroscopie Raman et IR) et analyser leur impact sur la résistance aux égratignures et la dureté d’une finition. L’amélioration de la dureté et de la résistance aux égratignures de finitions polymérisables aux UV est un enjeu majeur pour promouvoir la durabilité des couvre-planchers et étendre leur utilisation à des marchés non résidentiels.

• Communication par affiche 10 h 02
  Développement de revêtements polymérisés aux UV auto-réparateurs pour la finition des produits d’apparence en bois
  Chloé Paquet (Université Laval)

  Dans le secteur des couvre-planchers et des portes en bois, les propriétés mécaniques sont très importantes. Notamment la résistance aux égratignures et à l’abrasion de la surface, qui permettent d’assurer le maintien de l’apparence dans le temps. Ces propriétés de surfaces sont apportées par le système de finition appliqué sur le bois. Mais le bois étant un matériau mou, l'apparition d'égratignures suite à une agression mécanique est inévitable. Pour repousser les limites de ces revêtements, une nouvelle approche consiste à conférer au système de finition la propriété d’autoréparation.

  Notre objectif est de développer un système de finition photopolymérisable aux ultraviolets (UV) 100% solides auto-réparateur avec des propriétés mécaniques élevées. Pour ce faire, deux technologies sont envisagées : l’addition de capsules contenant un agent auto-réparateur, lesquelles seront dispersées dans la finition et le développement de formulations dont les composés acrylates contiennent des liaisons réversibles.

  Nous développons des capsules de polyuréthane contenant un isocyanate. Notre étude comprend la synthèse d'isocyanate biosourcé, la synthèse de polyuréthane biosourcé, et enfin l'encapsulation. Concernant le développement de formulation intrinsèquement auto-réparatrice, notre choix s'est porté sur l'ajout de liaisons hydrogènes dans la finition. Pour cela une nouvelle formulation acrylate a été développé avec des monomères et des oligomères portant des groupement hydroxyl.

• Communication par affiche 10 h 03
  Coloration du bois par des teintures réactives
  Roberta Dagher (Université Laval)

  L’apparence des produits d’intérieur en bois, tels que les meubles et les couvre planchers, est l’un des principaux facteurs influençant les décisions d’achat des consommateurs. Il est possible de colorer le bois grâce à l’utilisation de teintures réactives de sels de métaux, à base d’eau, qui sont capables de réagir avec les polyphénols présents naturellement dans le bois et de produire ainsi de nouveaux complexes colorés. Les teintes développées sur la surface du bois varient, entre autres, en fonction de l’espèce du bois traitée, du sel de métal et des conditions d’application. Dans le but de déterminer la relation entre les couleurs développées et les structures des extractibles phénoliques du bois, ces derniers ont été analysés par des méthodes spectrophotométriques et par la résonance magnétique nucléaire (RMN) du phosphore 31 pour quatre espèces de bois nord-américaines (chêne blanc, chêne rouge, érable à sucre et bouleau jaune). Une meilleure compréhension des réactions se produisant et de l’impact de différents facteurs sur la couleur obtenue permettra alors une utilisation optimale de ces systèmes de coloration dans les industries. L’application de ces teintures donne accès à une variété de couleurs tout en conservant, même accentuant, l’aspect naturel et chaleureux du bois ce qui favorise l’utilisation de ce matériau biosourcé pour les produits d’intérieur des bâtiments et contribue directement au bien-être des consommateurs.

Les matériaux de construction biosourcés

• Communication orale 10 h 45
  Développement d’une mousse rigide composite isolante hautement biosourcée
  Nicolas Auclair (Université Laval)

  Au Canada, l’isolation thermique d’un bâtiment s’avère importante en raison de la température extérieure qui varie grandement d’une saison à l’autre. Actuellement, divers types de matériaux d’isolation thermique sont disponibles, mais peu sont biosourcés. Plusieurs sous-produits agricoles et forestiers sont peu exploités et les valoriser comme matières premières pour la fabrication d’isolants thermiques est une solution plus durable. Lors d’études antérieures, des mousses polyesters ont été préparées à partir du glycérol brut, un sous-produit des biodiesels. Bien que leur performance thermique soit très bonne, leurs propriétés mécaniques sont à améliorer. Pour pallier à cela, divers taux de fibres de cellulose (CF) ont été ajoutées aux formulations comme agent de renfort. À des fins de comparaison, du glycérol pur a été employé comme réactif et des fibres de verre broyées comme agent de renfort. Pour vérifier l’effet de la variation de l’humidité sur les performances du matériau isolant, les mesures de conductivité thermique et les essais de compression ont été fait sur des échantillons conditionnés à 20 °C sous deux taux d’humidité différents (40 % et 80 %). Les résultats obtenus sont prometteurs et permettent de mettre en valeur la CF et le glycérol brut pour développer un matériau isolant hautement biosourcé ce qui constitue un atout pour les constructions durables.

• Communication orale 11 h 00
  Valorisation de la boue de désencrage pour la fabrication des panneaux de fibres isolants
  Mahdi Kechaou (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  La boue de désencrage est un résidu récupéré après le traitement des eaux usées des usines de recyclage du papier. Cette boue est une charge environnementale et économique pour l'ensemble de l'industrie de pâtes et papiers. Les lois environnementales concernant la disposition des boues et l’utilisation des liants synthétiques sont devenues de plus en plus rigoureuses et strictes donc il est indispensable de trouver des pistes de valorisations de ces résidus. Ainsi, l'objectif du projet est d'évaluer le potentiel de la boue de désencrage mélangée à des fibres pour la fabrication de panneaux de fibres isolants en utilisant des liants biosourcés (amidon, boue secondaire). Les paramètres de mis en forme par deux procédés sec et humide ont été optimisés en fonction de la teneur en boue allant jusqu’à 40%. Les panneaux ont été caractérisés en termes de propriétés physiques et mécaniques selon les normes en vigueur. En comparant avec les produits disponibles au marché, le procédé humide présente un véritable potentiel pour valoriser les boues. En effet, les propriétés mécaniques des panneaux fabriqués selon ce procédé ont des modules de rupture comparables à ceux des panneaux commerciaux. L’ajout de l’amidon a contribué à une amélioration notable de ces propriétés. Par ailleurs, l’ajout des boues améliore remarquablement la stabilité dimensionnelle des échantillons (gonflement en épaisseur et sorption d’eau).

• Communication orale 11 h 15
  Valorisation des copeaux sous forme d’aiguilles et fines dans la production de mousses polyuréthanes rigides renforcées
  Hamza Bradai (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Les mousses polyuréthane (PUR) représentent le matériau le plus utilisé dans l’isolation thermique résidentielle. Pourtant, leur utilisation est mise en péril due à la toxicité de leurs matières premières. Ce projet vise d’une part à étudier l’effet de la taille et pourcentage de renfort en fibre de bois sur les propriétés mécaniques et thermiques des mousses. D’autre part, il vise à optimiser les caractéristiques des PUR renforcées en modifiant les fibres utilisées et le procédé de production. Des tests de densité apparente et compression ont été effectués afin d’étudier l’effet du renfort sur les propriétés mécaniques des mousses. Des tests additionnels de microscopie confocale et de chimie de surface par spectroscopie infrarouge (FTIR) ont permis de comprendre les interactions entre fibre/matrice. La résistance thermique ainsi que le comportement au feu des mousses renforcées ont été étudiés avec la TGA et le calorimètre à cône. Le mélange mécanique s’est avéré bénéfique dans l’augmentation des résistances mécaniques de la mousse avec une amélioration passant de 230 kPa pour la mousse sans renfort à 400 kPa pour certaines formulations. L’effet du renforcement des mousses n’a cependant pas altérer leurs propriétés thermiques et leur comportement au feu. L’intérêt de cette recherche réside dans la valorisation de copeaux présentant une production constante mais qui sont sous-exploités. De plus, l’incorporation de fibres de bois réduit l’impact environnemental des PUR.

• Communication orale 11 h 30
  Évaluation de la performance technique de matériaux isolants bio-sourcés
  Cassandra Lafond (CRMR- Université Laval)

  Le développement de matériaux isolants bio-sourcés aussi performants que ceux issus de la pétrochimie permettrait de réduire l’impact environnemental des bâtiments. Cette étude a permis de comparer la performance technique de différents isolants bio-sourcés avec le polystyrène expansé, le scénario de référence pour une utilisation dans un panneau structural isolant. Des matériaux à base de fibres de chanvre ou de bois et utilisant un procédé sec ou humide ont été analysés. Les matériaux issus d’un procédé sec permettent l’obtention de matelas isolants d’épaisseur plus élevée avec une densité inférieure qui résulte en une valeur de conductivité thermique se comparant à celle de l’EPS. Le procédé humide génère des produits de type panneau avec possibilité de multicouches pour atteindre la valeur de résistance thermique souhaitée. Leur densité qui est plus de trois fois celle de l’EPS, permet une résistance mécanique dépassant largement celle des matelas isolants. Un avantage des matériaux à base de fibres végétales est le faible dégagement de fumée et de gaz toxiques produits lors de leur combustion lorsque comparés avec l’EPS. L’utilisation des matériaux à base de fibres de chanvre et de bois comme isolant permettra de réduire l’impact environnemental de l’enveloppe du bâtiment tout en créant une nouvelle filière pour les résidus agroforestiers, amenant ainsi de nouvelles possibilités aux usines de fabrication de panneaux.

Dîner

Bioénergie

• Communication orale 13 h 30
  Étude de la valorisation énergétique de copeaux de bois torréfiés
  Safa Arous (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  La torréfaction présente une voie prometteuse de valorisation de surplus de copeaux de bois. Dans ce contexte, ce projet vise à évaluer le potentiel des copeaux torréfiés dans la production des granules énergétiques. Les effets de la température de torréfaction (315, 400 et 454 °C) et du type d’essences (pin gris, épinette noire et sapin baumier) sur les propriétés des granules ont été étudiés. Une caractérisation physico-chimique des fibres de bois brutes et torréfiées a été réalisée, à savoir la chimie de surface, l’analyse élémentaire et la composition chimique. La granulation a été faite en utilisant 20% de teneur en eau et 15% de la lignine pyrolytique. Les granules ont été caractérisés en termes du pouvoir calorifique supérieur (PCS) et de durabilité. Les résultats ont montré que la torréfaction sévère engendre la disparition des groupements hydroxyles (OH), la diminution des teneurs en oxygène et hydrogène et l’augmentation du taux de carbone. Quelle que soit la température de torréfaction, les granules à base de fibres du pin gris ont présenté la meilleure durabilité, d’une valeur supérieure à 91%. Indépendamment de l’essence, le PCS des granules de fibres torréfiées est nettement supérieur (27,6-31,1 MJ/kg) à celui des granules de fibres brutes (18-19 MJ/kg). Ainsi, l’utilisation de granules de bois torréfiés permettra de créer un combustible de haut pouvoir calorifique et d’assurer la diversité des approvisionnements énergétiques à faible empreinte environnementale.

• Communication orale 13 h 45
  Effet des paramètres de granulation sur la qualité des granules
  Mariem Mharssi (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  De nos jours, la plupart des scieries sont confrontées à un problème du surplus de copeaux de bois. Pour pallier ce problème, ce travail vise une valorisation des copeaux de bois afin de fabriquer des granules énergétiques de haute qualité. Pour ce faire, trois essences sont utilisées: l’épinette noire, le pin gris et le sapin baumier. La consommation d’énergie électrique est mesurée lors de la granulation. Les effets des paramètres de granulation, à savoir l’humidité des sciures (15, 20 et 25%) et la granulométrie (1, 2 et 4mm) sont étudiés sur les propriétés des granules obtenus par défibrage mécanique. Ceux-ci sont caractérisés en termes de durabilité, du pouvoir calorifique supérieur (PCS) et de densité réelle. Les résultats montrent que le bois d’épinette noire nécessite plus d’énergie pour former des granules que les autres essences, et que la consommation électrique est inversement proportionnelle à la teneur en humidité. La durabilité augmente avec l’augmentation de l’humidité des sciures et la taille de particules. Les granules à base du pin gris présentent la durabilité la plus élevée (98,7%). Ils ont aussi le PCS le plus élevé (19,4 MJ/kg), suivie par ceux du sapin baumier (18,9 MJ/kg) et de l’épinette noire (18,5 MJ/kg). Indépendamment de la granulométrie, le PCS diminue avec l’augmentation de l’humidité du mélange. La production des biocombustibles représente une source d’énergie très intéressante autant sur le plan environnemental que sur le plan économique.

• Communication orale 14 h 00
  Étude de la chaîne de valeur bioénergie forestière dans le contexte de la lutte aux changements climatiques au Québec
  Ayaovi Locoh (Université Laval)

  Dans sa Politique énergétique 2030, le gouvernement du Québec vise une augmentation de 50% de la production de la bioénergie par rapport à 2013. On y envisage la production de chaleur par combustion directe de la biomasse forestière en remplacement de carburants fossiles dans des bâtiments institutionnels et commerciaux. Cependant, une des barrières au déploiement de la biomasse forestière est la complexité, réelle ou perçue, des systèmes de bioénergie en termes de quantification des réductions d’émissions de GES. Cette étude développe un outil de diagnostic environnemental, économique et social de la bioénergie permettant d’évaluer la performance des projets potentiels en matière de réduction des émissions de GES tout en considérant l'aspect économique et social. L'étude caractérise les modèles types de chaînes de valeur de bioénergie forestière. Il en ressort qu’au Québec, on distingue les chaînes de valeur de bioénergie forestière de type IA : la production de chaleur est de 45% de l’apport d’énergie, type IB : la différence par rapport au type IA est que les bûches sont achetées au prix du marché, type II : la production de chaleur est de 75% de l’apport d’énergie et enfin le type III : les rendements sont de 25% pour l’électricité et 60% pour la production de chaleur. Les indicateurs comme la valeur ajoutée brute, le coûts de production ou encore l'emploi révèlent que l’utilisation de la bioénergie forestière a un impact positif sur la durabilité.

• Communication orale 14 h 15
  Transition énergétique en République démocratique du Congo (RDC) par le passage à la bioénergie durable
  Nicolas Onemba Shuku (Université Laval)

  En RDC, on retrouve des enjeux systémiques d’approvisionnement en énergie. Près de 91% de la consommation totale d’énergie provient de la biomasse forestière (bois-énergie). Les congolais utilisent le bois comme principale source d’énergie domestique afin de satisfaire des besoins fondamentaux, avec des méthodes de production, d’approvisionnement, de conversion peu efficaces et non durables. L’exploitation massive et régulière de la forêt du Congo pour l’approvisionnement en bois-énergie engendre les impacts.

  L'objectif est d’analyser les enjeux environnementaux, techniques, politiques, les aspects de gouvernance environnementale et de développement durable liés à la production et à l’utilisation du bois-énergie en RDC, pour favoriser la transition énergétique vers des formes d’utilisation modernes et durables de la bioénergie. Pour ce faire, nous utiliserons la grille d’analyse de la durabilité de la bioénergie du Partenariat mondial de la bioénergie qui est composée de 24 critères de durabilité cadrant avec les piliers de développement durable. Elle permet d’établir un diagnostic des systèmes de bioénergie, d’identifier les forces et les faiblesses de ces systèmes pour ensuite faire des recommandations et orienter la prise de décision. L’analyse identifie les facteurs favorisant une transition énergétique vers des formes modernes et durables d’utilisation de la biomasse forestière, en vue de la mise sur pied des nouvelles stratégies et politiques énergétiques en RDC.

Pause et affiches

• Communication par affiche 14 h 01
  Caractérisation et analyse des risques incendie dans les toitures végétalisées
  Nataliia Gerzhova (Université Laval)

  La sécurité incendie des toits verts a toujours été un sujet de préoccupation. La raison est que les plantes et la matière organique du sol présentent une charge combustible additionnelle qui peut contribuer à la propagation du feu. Les réglementations de sécurité incendie sont parfois trop strictes, comme, par exemple au Québec, l’interdiction d’installation sur les bâtiments combustibles. Cela limite les possibilités de conception et empêche ainsi une utilisation généralisée et le développement de ces systèmes.

  L'objectif principal du projet est d'approfondir les connaissances sur les toits verts en termes de la sécurité incendie. Tout d’abord, évaluer la charge combustible d’un assemblage de toit vert. Différents types de substrat dans différentes conditions d'humidité sont testés afin d'évaluer leurs caractéristiques d'inflammabilité. Deuxièmement, analyser la propagation du feu à travers d’un toit vert par la simulation numérique. Les paramètres thermiques du substrat de croissance nécessaires pour la simulation ont été déterminés en fonction de la température par une série d'essais et les calculs. Enfin, l'analyse du transfert thermique est effectuée en utilisant la méthode des éléments finis pour différents assemblages. Cela montre l'évolution de la température dans un assemblage dans les hautes températures.

  Les toits verts ne présentent pas un risque d'incendie, et le substrat dans le feu agit comme une isolation protégeant la structure du toit.

• Communication par affiche 14 h 02
  Protection du bois par diffusion : Amélioration de la stabilité dimensionnelle à l'aide d'oxydes d'amines
  Simon Pepin (Université Laval)

  Le bois est un matériau de construction formidable. En plus de ses excellentes propriétés physiques et de sa belle apparence, il possède de nombreuses vertus environnementales. Il est cependant sujet à être dégradé par différents agents comme l’eau et les champignons. Dans cette optique, il est fortement suggéré de le protéger à l’aide d’un traitement durable qui permettra d’allonger sa durée de vie utile. Au cours de ce projet, un traitement aqueux a été développé pour imprégner le bois en profondeur sans avoir recourt aux méthodes traditionnelles utilisant de la pression et/ou du vide. Il utilise plutôt des oxydes d’amine pour permettre la diffusion de fongicides organiques dans le bois. Éléments centraux du traitement, les oxydes d’amine augmentent également la solubilité des fongicides dans l’eau, améliorent leurs propriétés antifongiques et diminuent les changements de dimensions du bois dues aux variations d’humidité. Lors de cette présentation, plusieurs aspects du traitement seront présentés : sa composition, sa distribution dans le bois et ses performances contre la biodégradation et les changements de dimensions. Ce projet servira à améliorer l’utilisation du bois en construction en permettant de réduire sa dégradation à partir d’un procédé plus écologique. Parmi les avantages écologiques, on peut noter l’utilisation de l’eau comme solvant et une réduction significative de la consommation en énergie.

• Communication par affiche 14 h 03
  Potentiel d'espèces feuillues du nord-est de l'Amérique du Nord pour la fabrication de bois lamellé-collé
  Alexandre Morin-Bernard (Université Laval)

  Dans le but de réduire l’empreinte écologique des bâtiments, les concepteurs optent plus que jamais pour des produits de bois d’ingénierie, comme le lamellé-collé, en remplacement de matériaux à l’empreinte écologique plus importante comme l’acier ou le béton. En plus d’utiliser rationnellement une matière renouvelable, ces produits à valeur ajoutée se distinguent par leurs propriétés mécaniques compétitives. Très peu utilisées dans le bois lamellé-collé, les espèces feuillues suscitent un intérêt grandissant en raison de leur disponibilité, de leur résistance mécanique et d’une apparence esthétique différente des produits fabriqués à partir d’espèces résineuses. Chaque année au Québec, la moitié de la possibilité forestière en feuillus n’est pas attribuée et les volumes récoltés ne sont pas pleinement valorisés. L’objectif du projet est d’évaluer la faisabilité technique d’un bois lamellé-collé composé d’espèces feuillues du nord-est de l’Amérique du Nord. Des essais de résistance au cisaillement ont été réalisés à partir de pièces de six espèces assemblées avec cinq adhésifs dans le but de réaliser une sélection. À partir de celle-ci, des pièces seront aboutées selon deux géométries de joint à entures multiples et leur résistance en traction sera mesurée. Les propriétés mécaniques des espèces et l’impact des défauts sur leur résistance seront aussi évalués. Les résultats du projet pourraient accroître les débouchés à forte valeur ajoutée pour les bois d’espèces feuillues.

• Communication par affiche 14 h 04
  Prédiction du module de cisaillement (GLR) pour sept espèces du bois en utilisant des méthodes destructives et non destructives (méthodes d’ultrason et de résonnance)
  Wiem Jarboui (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Dans le domaine structurel du bois, il est nécessaire d’évaluer l’efficacité des méthodes destructives et non destructives pour prédire le module de cisaillement du bois. Cette nécessité est due aux difficultés expérimentales lors de réaliser un essai statique de cisaillement dans le cas du bois. Cette recherche vise à étudier la relation entre les modules d’élasticité et de cisaillement du bois mesurés par les méthodes destructives (essais de compression et de flexion) et non destructives (méthodes d’ultrason et de résonnance). Sept essences du bois ont été sélectionnées pour cette étude (épinette blanche, bouleau blanc, peuplier hybride, peuplier faux-tremble, pin gris, mélèze et thuya occidental). Les résultats montrent que la corrélation la plus élevée entre le module d’élasticité et celui de cisaillement a été obtenue par les méthodes non destructives (R²>0,79), par rapport à celles destructives (essai de compression R²=0,37 et de flexion R² = 0,49). La forte corrélation a été obtenue dans le cas de la méthode de résonnance de flexion (R²=0,96) comparé à la résonnance longitudinale (R²=0,95) et l’ultrason (R²=0,79). Ainsi, les modules d’élasticité dynamiques et statiques sont fortement corrélés (R²=0,80-0,99), ce qui permet de prédire le module de cisaillement du bois en appliquant un essai statique. Les méthodes non destructives, notamment la méthode de résonnance, se sont révélées être plus fiables pour estimer précisément le module du cisaillement du bois.

Décontamination et usages environnementaux

• Communication orale 15 h 30
  Membranes nanofibreuses électrofilées à base de chitosane et de microcellulose phosphorylée pour l'élimination de métaux lourds des eaux usées
  Ricardo Brandes (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)

  La contamination de l'eau est une préoccupation mondiale croissante. Les métaux lourds tels que le cadmium sont des contaminants toxiques, dangereux et couramment détectés dans les cours d’eau. Il est donc nécessaire de développer une technologie de traitement des eaux pour éliminer le cadmium. Parmi les techniques prometteuses, l’adsorption se démarque par son efficacité et son faible coût. Toutefois, son usage est souvent limité par la capacité d’adsorption des substrats utilisés. Des adsorbants tels que le chitosane (CS) et la microcellulose phosphorylée (MCP) peuvent permettre de contourner ce problème. Cette étude vise donc à exploiter ces polymères naturels par électrofilage pour capter ces contaminants dangereux. L’électrofilage est un excellent choix puisqu’elle permet la production de membranes adsorbantes de nanofibres ayant une surface spécifique très élevée. Ainsi, des membranes de CS/MCP ont été développées et caractérisées tant du point de vue de leur morphologie que de leurs propriétés chimiques et leur capacité d’adsorption du cadmium a été évaluée. Ces travaux ont confirmé qu’un biosorbant à base de nanofibres électrofilées CS/MCP peut être utilisé comme matériau alternatif pour l’élimination des ions cadmium, contribuant ainsi à la restauration de la qualité de l’eau. Les résultats montrent que la méthode développée permet de produire rapidement des membranes électrofilées CS/MCP possédant une capacité d’adsorption élevée.

• Communication orale 15 h 45
  Synthèse d’adsorbants bifonctionnels à base de fibres de bois phosphorylées et de microparticules inorganiques pour l’enlèvement simultané de cations et d’anions des eaux usées
  Latifa Bergaoui (Université de Carthage), François Brouillette (Université du Québec à Trois-Rivières), Sabrine Sayadi (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)

  Dans cette étude, de nouveaux adsorbants hybrides à base de fibres lignocellulosiques phosphorylées et des microparticules inorganiques sont élaborés. Ces adsorbants possèdent la capacité de capter à la fois les cations et les anions métalliques, ce qui est impossible avec les fibres phosphorylées. Celles-ci ne peuvent capter que les cations grâce à leurs groupements phosphate. Trois types de particules sont choisis : les hydrotalcites Mg₂AlCO₃, la magnétite Fe₃O₄ et des zéolites LTA-Na modifiées avec l’hydrotalcite ou la magnétite. L’incorporation des différentes particules dans les fibres est réalisée selon une nouvelle méthode assistée par ultrasons et micro-ondes. Le chrome hexavalent a été pris comme contaminant modèle. L’ajout de ces particules minérales aux fibres phosphorylées a amélioré les capacités d’adsorption d’une manière significative, avec des rendements pouvant atteindre 60 %. Ces fibres modifiées ont alors un potentiel intéressant pour un usage en tant qu’adsorbant bifonctionnel pour capter des métaux lourds présents dans les eaux, indépendamment de leur état d’oxydation. En outre, elles peuvent servir de matrices pour les adsorbants en poudre ce qui peut en faciliter l’utilisation à l’échelle industrielle et éventuellement conduire au développement de procédés de traitement des eaux usées de nouvelle génération. Par conséquent, la modification des fibres de bois abouti à des nouveaux substrats à faible coût, respectueux de l’environnement et versatiles.

• Communication orale 16 h 00
  Effet du traitement par pyrolyse rapide sur la décontamination du bois créosoté
  Abir Oueslati (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  La créosote représente l’un des agents de préservation du bois les plus efficaces. Plus de 90% de la composition totale de la créosote est constituée par des Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), classés comme substances dangereuses. L’objectif est d’évaluer le potentiel du procédé de la pyrolyse rapide du bois pour le traitement de la biomasse contaminée à la créosote. Les propriétés thermochimiques du bois sont déterminées en utilisant une analyse thermogravimétrique (TGA) couplée à la chromatographie en phase gazeuse et la spectroscopie de masse (GC-MS). L’identification des HAPs est réalisée par GC. Trois températures ont été évaluées en utilisant un prototype du four et un filtre des HAPs. Trois gammes de granulométrie sont sélectionnées. L’analyse élémentaire CHNS a montré que le pourcentage du carbone est élevé dans le bois créosoté (55%) dû à la présence des composés aromatiques. La température de dégradation du bois créosoté se fait à 300-500°C. Le rendement du biochar augmente avec la granulométrie et diminue avec l’augmentation de la température de pyrolyse, alors que la concentration des HAPs augmente avec la température. L’analyse des gaz de la pyrolyse a montré peu de traces pour la majorité des HAP à poids moléculaire élevé, comme le Benzo pyrène. Au contraire, la concentration des HAPs était plus importante au niveau du biochar. Cette étude vise une activation du biochar à 800°C afin d’inerter le produit final et de l’entreposer de façon sécuritaire.