Matières premières
Cet axe de recherche vise à diversifier les sources d'approvisionnement en matière première, en valorisant davantage les bois résineux et les résidus de bois transformés et en identifiant de nouvelles sources durables d’approvisionnement en fibres issues de la biomasse forestière, urbaine et agricole.
Projets de maîtrise
Identification du projet: AXE1M2
Thème: Optimisation
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiante: Imenne Drif
Direction: Rémi Georges (Université Laval)
Codirection: Mark Irle (École Supérieure du Bois - ESB, France)
Collaboration: Aziz Lagdhir (SEREX), Fabrice Roussière (FPInnovations)
Partenaires industriels: FPInnovations, Produits forestiers Arbec
Partenaire de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), ESB, SEREX
Courriel: imenne.drif.1@ulaval.ca
Description
Selon les fabricants de panneaux de lamelles orientées (PLO), un pourcentage important de la matière première est perdu chaque année dans les cours à bois sous forme de tiges cassées et de retailles de tronçonnage. Dans un contexte de compétition pour les ressources forestières disponibles et d’augmentation des coûts d’approvisionnement en fibres, il est recommandé d’innover et de développer des équipements ou des procédés pour transformer les chutes disponibles en produits à valeur ajoutée, comme les lamelles. Le défi de produire des lamelles de bonne qualité à partir de résidus de bois est dû à la difficulté de manipuler ces derniers de façon que la direction de leur fil soit parallèle à celle des couteaux du gaufrier, ainsi que de les maintenir dans cette position pendant l’opération de production de lamelles. De plus, aucun système de transformation clé en main n’est disponible sur le marché pour répondre au besoin identifié.
Ce projet vise à développer un équipement ou procédé permettant de produire des lamelles de bonne qualité à partir de retailles de tronçonneuses et de morceaux de tiges cassées se retrouvant dans la cour à bois à la suite des manipulations d’alimentation de l’usine, ainsi qu’à évaluer les dimensions des lamelles et leur effet sur les propriétés des panneaux de lamelles orientées.
Étudiante: Imenne Drif
Identification du projet: AXE1M11
Thème: Diversification
Statut: Non démarré (démarrage prévu pour 2025)
Détails
Étudiante ou étudiant: À déterminer
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: À déterminer
Collaboration: À déterminer
Partenaires industriels: Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: Sans objet
Description
La substitution partielle des fibres de bois par des fibres naturelles non traditionnelles telles que le lin, le chanvre, le panic érigé et les tiges de maïs dans la production de panneaux peut présenter plusieurs avantages. Cela permettrait notamment d’accroître leur résistance mécanique, de rendre les panneaux plus légers et d’améliorer leurs propriétés d'isolation thermique et acoustique. Les fibres de lin et de chanvre, par exemple, sont connues pour leur haute résistance à la traction, ce qui pourrait contribuer au renforcement des panneaux MDF. De plus, ces fibres sont généralement plus légères que les fibres de bois, ce qui permettrait de réduire le poids total du panneau. En outre, les fibres non traditionnelles sont avantageuses pour les applications dans le secteur de la construction en raison de leur isolation thermique. Cependant, leur utilisation dans les panneaux MDF reste encore limitée en termes d’optimisation des paramètres de fabrication pour garantir les performances des panneaux.
Ce projet vise à optimiser le procédé de fabrication pour utiliser des fibres naturelles non traditionnelles comme renforts pour les panneaux MDF (substitution partielle des fibres de bois) afin de réduire leur densité et de créer un produit plus léger.
Identification du projet: AXE1M20
Thème: Recyclage et décontamination
Statut: En cours depuis septembre 2024
Détails
Étudiante: Rania Jemni
Direction: Évelyne Thiffault
Codirection: Papa Diouf (SEREX)
Collaboration: Alain Cloutier (Université Laval), Jean-Philippe Jacques (Innofibre), Olivier Rezazgui (Innofibre), Rosilei Garcia (Université Laval), Williams Slim Belhadef (Innofibre)
Partenaires industriels: À déterminer
Partenaires de recherche: Réseau Québécois sur l’Énergie Intelligente (RQEI), Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX, Innofibre
Courriel: rania.jemni.1@ulaval.ca
Description
Ce projet vise à étudier les panneaux de particules post-consommation et à explorer leur potentiel en tant que source de biomasse pour la production de bioénergie. Ces panneaux de particules, qui sont jetés après leur cycle de vie dans des utilisations industrielles ou domestiques, présentent des défis pour le recyclage en raison de la présence de résines synthétiques et d'additifs. L'objectif principal du projet est d'évaluer les propriétés chimiques et physiques des panneaux de particules post-consommation afin d'optimiser leur conversion en bio-huile, bio-char et gaz de synthèse par des procédés thermochimiques. Cela permettra non seulement de réutiliser ces déchets dans une économie circulaire, mais aussi de contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à la promotion de l'utilisation durable des ressources forestières. Le projet implique une collaboration avec divers partenaires industriels et institutionnels dans les secteurs des énergies renouvelables et de la bioéconomie.
Étudiante: Rania Jemni
Identification du projet: AXE1M21
Thème: Diversification
Statut: En cours depuis septembre 2024
Détails
Étudiant: Louis-David Giasson
Direction: Alain Cloutier
Codirection: Isabelle Duchesne
Collaboration: À déterminer
Partenaires industriels: À déterminer
Partenaires de recherche: Centre canadien de la fibre de bois (CCFB - RNCan), Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: louis-david.giasson.1@ulaval.ca
Description
Dans le contexte actuel des changements climatiques, un volume croissant de bois est affecté par les perturbations naturelles, telles que les feux de forêt et les épidémies d’insectes ravageurs. Pour évaluer la valeur économique du bois endommagé, il est important de comprendre les impacts de son utilisation pour les produits du bois. Actuellement, il existe très peu d'études pour justifier l’utilisation de bois issus de perturbations naturelles par l’industrie des panneaux. L’objectif de ce projet est d'évaluer la possibilité d'utiliser ce type de bois dans la fabrication de panneaux et d'évaluer les impacts potentiels sur leurs performances. Des panneaux de particules de bois seront fabriqués à partir d'arbres récoltés après un feu de forêt et d'arbres affectés par la tordeuse des bourgeons de l'épinette, afin d'en évaluer les propriétés physiques et mécaniques. L'objectif sera également de valoriser cette biomasse actuellement peu exploitée.
Étudiant: Louis-David Giasson
Projets de doctorat & postdoctorat
Identification du projet: AXE1DOC1
Type: Projet de doctorat
Thème: Optimisation – Diversification
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiant: Rolando A. Montenegro Muro
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: Ahmed Koubaa (UQAT)
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX), Martin-Claude Yemele (Ressources naturelles Canada), Rosilei Garcia (Université Laval)
Partenaires industriels: FPInnovations, Produits forestiers Arbec
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: rolando.montenegro-muro.1@ulaval.ca
Description
Au Canada, les panneaux de lamelles orientées (PLO) sont généralement produits à partir de feuillus de faible diamètre comme le peuplier faux-tremble et le bouleau à papier. Dans l'Est du Canada, les bois résineux, bien qu’abondants, sont peu utilisés à cette fin. Toutefois, leur utilisation dans les panneaux PLO représente un avantage économique pour l'industrie canadienne, car la diversification de la ressource réduit la dépendance à l’égard d’un nombre limité d’espèces, contribue à une meilleure gestion des ressources forestières et accroît la sécurité de l'approvisionnement en bois pour une production régulière à des prix plus compétitifs.
L’objectif de ce projet est d’optimiser la proportion de bois résineux et feuillus dans la production des panneaux PLO en fonction de la masse volumique, de la géométrie des lamelles et des propriétés physiques et mécaniques des panneaux. L’analyse de la porosité interne par tomodensitométrie à rayons X (CT scanner) et son interaction avec les performances des panneaux PLO sont également envisagées.
Étudiant: Rolando A. Montenegro Muro
Identification du projet: AXE1DOC5(SPD)
Type: Projet de postdoctorat
Thème: Recyclage et décontamination
Statut: En cours depuis juin 2024
Détails
Stagiaire postdoctoral: Gustavo Enrique Rodriguez Rivero
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Collaboration: Ahmed Koubaa (UQAT), Martin-Claude Yemele (RNCan), Papa Diouf (SEREX), Qilan Fu (FPInnovations), Rosilei Garcia (Université Laval)
Partenaires industriels: FPInnovations, SACOPAN, Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: gustavo-enrique.rodriguez-rivero.1@ulaval.ca
Description
La gestion, l’élimination et la décontamination des résidus de panneaux de particules et de MDF issus de la seconde transformation ou de la postconsommation posent des enjeux environnementaux et économiques importants pour l’industrie de panneaux composites à base de bois. Ces résidus contiennent des contaminants mécaniques (métaux) et chimiques tels que des résines à base de formaldéhyde et des additifs qui les rendent difficilement récupérables. C’est pourquoi ils sont souvent éliminés par incinération ou enfouissement. La récupération et l’utilisation de ces résidus dans la fabrication des nouveaux panneaux peuvent constituer une voie de valorisation prometteuse et plus respectueuse de l’environnement, permettant aux fabricants de panneaux de réduire la consommation de matière première vierge, de prolonger la période de séquestration du carbone dans les produits de bois et de s’insérer dans un modèle de circularité.
Dans ce contexte, ce projet vise à développer un procédé de recyclage des résidus de panneaux de particules et de MDF en nouveaux panneaux afin d’offrir aux entreprises du secteur un meilleur débouché que l’incinération ou l’enfouissement.
Stagiaire postdoctoral: Gustavo Enrique Rodriguez Rivero
Identification du projet: AXE1M1+M12
Type: Projet de doctorat
Thème: Recyclage et décontamination
Statut: En cours depuis mai 2024
Détails
Étudiante: Dorsaf Rafraf
Direction: Ahmed Koubaa (UQUAT)
Codirection: Martin-Claude Yemele (RNCan)
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX)
Partenaires industriels: FPInnovations, Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: rafd01@uqat.ca
Description
Actuellement il n'existe pas de classification officielle du bois de construction, de rénovation et de démolition (CRD) dans les centres de tri du Québec. Le Guide des meilleures pratiques publié par le Regroupement des récupérateurs et des recycleurs de matériaux de construction et de démolition du Québec (3R MCDQ) recommande de classer le bois de CRD en trois catégories en fonction du type de bois, de son origine et de son niveau de contamination: Qualité-1 pour les retailles de bois non peint ou non traité et le bois d’oeuvre non souillé, Qualité-2 pour les bois peints, teints ou vernis, la mélamine, le MDF, le HDF, les panneaux de particules, le contreplaqué, les palettes, le placage, etc. et Qualité-3 pour le bois traité. Les résidus de Qualité-1 sont destinés à être recyclés dans la fabrication des panneaux de particules, tandis que les résidus de qualité inférieure sont normalement utilisés pour la valorisation énergétique. Toutefois, d'autres catégories peuvent être ajoutées à cette classification pour permettre une valorisation maximale du bois post-consommation et pour mieux répondre aux besoins de l’industrie de panneaux de particules. En outre, le classement du bois de CRD n’est pas uniforme d’un centre de tri à l'autre et la séparation du bois traité est parfois inefficace, ce qui rend difficile le contrôle de la qualité des résidus dans les usines de panneaux.
Ce projet propose le développement d’un procédé efficace de séparation pour les bois traités ainsi que la caractérisation et le développement de critères de classification uniformes pour les broyats de résidus de bois de CRD provenant des centres de tri et destinés à être recyclés dans la fabrication de panneaux.
Étudiante: Dorsaf Rafraf
Identification du projet: AXE1M7+M13
Type: Projet de doctorat
Thème: Optimisation – Diversification
Statut: Non démarré
Détails
Étudiant: Mario Israel Sanchez Mercado
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: À déterminer
Collaboration: À déterminer
Partenaires industriels: Produits forestiers Arbec, Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), UQAT
Courriel: Sans objet
Description
À venir
Identification du projet: AXE1SPD3
Type: Projet de postdoctorat
Thème: Recyclage et décontamination
Statut: En cours depuis avril 2024
Détails
Stagiaire postdoctoral: Morgan Lecoublet
Direction: Ahmed Koubaa (UQAT)
Collaboration: À déterminer
Partenaires industriels: Produits forestiers Arbec, Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: morganlouisjean.lecoublet@uqat.ca
Description
Le recyclage des résidus de panneaux, principalement des panneaux de particules et de MDF, reste un défi majeur pour le secteur, car ils contiennent du formaldéhyde polymérisé sous forme de résine (classé comme matière toxique de catégorie D2A) et des revêtements (ex. PVC ou papier mélaminé), parmi d’autres contaminants. Le recyclage de ces résidus en nouveaux produits, tels que les composites boisplastique, est une voie de valorisation prometteuse à explorer. L’utilisation des panneaux recyclés dans la fabrication des composites bois-plastique réduirait la quantité de plastique, l’empreinte carbone et l’impact négatif sur l’environnement de la partie thermoplastique et permettrait de fabriquer des produits performants et durables à partir d'une matière première peu couteuse. D'autre part, le secteur des panneaux bénéficierait d’une gestion plus durable des résidus de panneaux, d’une réduction de la quantité de déchets mis en décharge ou incinérés, ce qui aiderait le secteur à répondre aux exigences environnementales et réglementations relatives à l’élimination des matières résiduelles dangereuses et démontrerait son engagement en faveur du développement durable et de la responsabilité environnementale.
L’objectif de ce projet est d’évaluer la faisabilité technique du recyclage des résidus de panneaux (panneaux de particules, MDF et OSB) et des panneaux en fin de cycle de vie dans la fabrication des composites bois-polymère, dans le but de réduire la quantité des déchets des panneaux et de leur donner un second cycle de vie.
Stagiaire postdoctoral: Morgan Lecoublet