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Plateau technique Xylomat : Produits composites à base de bois et matériaux biosourcés
BoisFibre

Renaud Pfeiffer, thèse soutenue le 03-11-2015

Analyse et modélisation de la fragmentation des plaquettes de bois vert par fraisage (canter)

Thèse de doctorat en Génie mécanique - procédés de fabrication, sous la direction de Philippe Lorong, Robert Collet et de Louis Etienne Denaud.

Soutenue le 03-11-2015 à Paris, ENSAM, dans le cadre de Ecole doctorale Sciences des métiers de l’ingénieur (Paris), en partenariat avec Laboratoire bourguignon des matériaux et procédés (Cluny, Saône-et-Loire) (laboratoire).

En scierie, les billons sont surfacés à l’aide de têtes de fraisage (slabber ou canter). Le copeau formé durant cette opération d’usinage se fragmente en particules nommées plaquettes, destinées à alimenter différentes filières (pâte à papier, panneaux et énergie). Leur valorisation en pâte à papier, qui représente le débouché le plus rémunérateur pour ces produits connexes, impose de respecter une granulométrie bien définie. Cette maîtrise dimensionnelle passe par une meilleure connaissance des mécanismes de fragmentation du copeau.

Dans cet objectif, nous avons réalisé une campagne d’essais de coupe orthogonale sur bois vert afin d’étudier les paramètres influents sur les dimensions des plaquettes et de définir des zones de bonne fragmentation. Les résultats de cette étude seront utilisés comme indicateurs pour comparer les simulations numériques de la fragmentation avec la réalité.

Afin d’aider les concepteurs de machine-outil à mieux concevoir leur outillage, nous avons développé un slabber entièrement paramétrable. Grâce à ce modèle, nous avons pu étudier l’effet des paramètres géométriques et cinématiques des slabbers sur certaines grandeurs essentielles en usinage. La simulation numérique de la fragmentation du copeau de bois vert doit permettre de prédire les dimensions des plaquettes formées. Pour cela, il est nécessaire d’utiliser une méthode prenant en compte les spécificités de la coupe du bois. Ici la pertinence de la Méthode des Eléments Discrets (DEM) est étudiée.

Enfin pour réaliser des simulations quantitatives, le comportement du bois vert en compression dans des conditions dynamiques est étudié.

Publications :

Renaud Pfeiffer, Philippe Lorong, Nicolas Ranc, Robert Collet, Louis Denaud, et al. (2014) Comportement mécanique dynamique du bois vert. GDR Bois 2014, Nov 2014, Nancy, France. 

Renaud Pfeiffer, Philippe Lorong, Nicolas Ranc (2015) Simulation of green wood milling with discrete element method. 22e Séminaire International Usinage Bois (IWMS 2015), Juin 2015, Québec, Canada. pp.57-72, 2015.



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