Procédés et adhésifs innovants
Cet axe de recherche vise à optimiser les procédés de fabrication des panneaux, dont la réduction des coûts de production, ainsi qu’à améliorer la performance des adhésifs à base de formaldéhyde et à développer de nouveaux adhésifs biosourcés ou issus de résidus de procédés de transformation industriels.
Projets de maîtrise
Identification du projet: AXE2M4
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiant: Dimitri Lor
Direction: Rémi Georges (Université Laval)
Codirection: Mark Irle (EBS, École Supérieure du Bois, France)
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX)
Partenaires industriels: Produits forestiers Arbec, FPInnovations
Partenaire de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: Aucun spécifié
Description
L'amélioration de la qualité des lamelles et la réduction du pourcentage de particules fines ont toujours fait partie des principaux objectifs d'amélioration continue des fabricants de panneaux de lamelles orientées (OSB). L'importance de ces deux facteurs est due à leur effet direct sur les propriétés mécaniques des panneaux, leur densité, la consommation de résine et de cire, le rendement de la matière première et la rentabilité des usines. En outre, les paramètres de coupe des gaufriers, tels que les configurations des couteaux, des contre-couteaux et des couteaux d'incision, ainsi que leur usure, les vitesses de coupe et d'alimentation et la performance du système d'alimentation du bois, jouent un rôle important sur la qualité des lamelles au cours de leur production.
Ce projet vise à optimiser les paramètres de coupe du gaufrier afin de maximiser le pourcentage des lamelles de bois résineux et feuillus ayant une géométrie de qualité et de minimiser les particules fines pour la fabrication des panneaux OSB.
Étudiant: Dimitri Lor
Identification du projet: AXE2M5
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: En cours depuis septembre 2023
Détails
Étudiante ou étudiant: Thomas Legendre
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: Ahmed Koubaa (UQAT)
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX)
Partenaires industriels: Produits forestiers Arbec, FPInnovations
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: Sans objet
Description
Les panneaux de lamelles orientées (OSB) sont constitués de trois à cinq couches. Au cours du procédé de fabrication, les lamelles des couches de surface sont orientées dans le sens de la longueur du panneau, tandis que les lamelles des couches médianes sont orientées perpendiculairement aux couches de surface. Ceci confère aux panneaux OSB une résistance à la flexion supérieure à celle des panneaux de particules et comparable à celle du contreplaqué. Dans un contexte d’amélioration continue du procédé de fabrication, un meilleur contrôle de la disposition des lamelles par les orienteurs lors de la formation de l’ébauche permettrait de maximiser les propriétés du panneau, et d’autre part donnerait une marge de manœuvre pour réduire la masse volumique du panneau, réduisant ainsi le volume de matière première nécessaire et, par conséquent, les coûts de production.
L’objectif de ce projet est d’optimiser la performance des orienteurs dans le but de maximiser les propriétés mécaniques des panneaux OSB tout en réduisant leur masse.
Étudiant: Thomas Legendre
Identification du projet: AXE2M8
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2M9
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2M14
Thème: Optimisation - Procédés et adhésifs
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2M15
Thème: Procédés - Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2M16
Thème: Procédés - Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2M17
Thème: Procédés - Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Projets de doctorat & postdoctorat
Identification du projet: AXE2DOC2
Type: Projet de doctorat
Thème: Optimisation – Procédés
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiante: Johanna Gaitan Alvarez
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX)
Partenaires industriels: Sacopan
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: Sans objet
Description
Sacopan est la seule usine au Canada à produire des panneaux de porte embossés à haute densité pour la fabrication de portes intérieures. Les panneaux de porte, en anglais « skin », sont la partie extérieure qui recouvre les portes intérieures embossées, à l’avant et à l’arrière. Le produit est vendu principalement en Amérique du Nord par l’entremise de Masonite, l’un des plus grands fabricants de portes au monde. Les panneaux de Sacopan sont produits à partir des fibres de bois résineux et sont recouverts de deux couches d’apprêt à base d’eau, dont l’entreprise souhaite réduire la consommation.
L’objectif de ce projet est de développer une stratégie de pressage à chaud permettant d’améliorer la densité de surface des panneaux de portes embossés en vue d’optimiser l’utilisation d’apprêt de finition. L'effet de différents paramètres de pressage sur le profil de masse volumique des panneaux sera évalué. La caractérisation des surfaces des panneaux par la mesure de l’angle de contact (mouillabilité et énergie libre de surface), la profilométrie optique 3D (rugosité) et la microscopie optique à haute résolution de Keyence (structure de surface), et sa corrélation avec la densité de surface des panneaux et la qualité d’adhérence de l’apprêt seront également étudiées.
Étudiante : Johanna Gaitan Alvarez
Identification du projet: AXE2DOC3
Type: Projet de doctorat
Thème: Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: En recrutement
Direction: Véronic Landry (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Sans objet
Partenaires industriels: Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: Sans objet
Description
L’industrie des panneaux composites à base de bois est un secteur en constante évolution qui doit constamment s’adapter aux besoins des consommateurs et aux réglementations sur les émissions de composés organiques volatiles (COV). Les consommateurs désirent des produits ayant un faible impact environnemental et étant sécuritaires pour la santé. Or, les adhésifs utilisés pour la conception de ces panneaux sont constitués de résines synthétiques et de matériaux d’origine fossile, dont certains, comme le formaldéhyde, sont classés par l’Organisation Mondiale de la Santé comme étant cancérogènes pour l’Homme et l’animal.
L’objectif de ce projet est de développer un adhésif biosourcé ayant des propriétés comparables à ceux utilisés présentement, à un prix raisonnable et sans émission de formaldéhyde. Les ressources renouvelables utilisées dans ce projet seront des protéines issues de coproduits industriels. Plusieurs méthodes seront utilisées pour surmonter les inconvénients associés aux adhésifs à base de protéines, à savoir une faible résistance à l'eau et une faible force adhésion. Par exemple, la dénaturation, qui favorise l'accessibilité des groupes latéraux d'acides aminés dissimulés dans la structure interne des protéines ou la modification, par réaction entre un agent de réticulation et les groupes actifs de la protéine, pourront être utilisées. L’extraction, la modification et l’analyse chimique des protéines seront réalisées et leur potentiel étudié dans la formulation d’adhésifs biosourcés. La performance des adhésifs biosourcés sera comparée à celle de leurs homologues pétrosourcés.
Identification du projet: AXE2DOC4
Type: Projet de doctorat
Thème: Optimisation – Procédés
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiante: Ndeye Khady Ndiaye Lo
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Aziz Laghdir (SEREX)
Partenaires industriels: Tafisa, Uniboard, FPInnovations
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: Sans objet
Description
Le pressage à chaud est l’une des étapes les plus importantes du procédé de fabrication des panneaux, car il permet de consolider l'ébauche pour obtenir la densité et l'épaisseur du panneau souhaitées, de polymériser le liant et de stabiliser le panneau sous l'effet de la chaleur et de la pression. Cependant, cette étape est également l'un des principaux goulots d'étranglement du procédé de fabrication des panneaux en raison du temps de pressage qui dicte la vitesse de production dans l’usine et de la forte consommation d’énergie qui entraîne des coûts élevés et des impacts environnementaux importants.
L’objectif de ce projet est d’améliorer le transfert thermique de l’ébauche afin de réduire le temps de pressage à chaud des panneaux. Différentes stratégies et temps de pressage seront envisagés dans le cadre de cette étude. La conductivité thermique et les facteurs qui l’influencent, tels que la densité, la porosité, la teneur en humidité, la température et la taille des particules ou fibres seront étudiés. L’utilisation de (nano)matériaux thermoconducteurs pour améliorer le transfert thermique peut également être envisagée. Une partie du projet comprendra également la modélisation du transfert de chaleur et de masse dans l’ébauche lors du pressage à chaud.
Étudiante: Ndeye Khady Ndiaye Lo
Identification du projet: AXE2DOC6
Type: Projet de doctorat
Thème: Adhésifs innovants
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiant: Ilias El Ouahabi
Direction: Véronic Landry (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Sans objet
Partenaires industriels: Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: Sans objet
Description
L’industrie des panneaux composites à base de bois est un secteur en constante évolution qui doit constamment s’adapter aux besoins des consommateurs et aux réglementations sur les émissions de composés organiques volatiles (COV). Les consommateurs désirent des produits ayant un faible impact environnemental et étant sécuritaires pour la santé. Or, les adhésifs utilisés pour la conception de ces panneaux sont constitués de résines synthétiques et de matériaux d’origine fossile, dont certains, comme le formaldéhyde, sont classés par l’Organisation Mondiale de la Santé comme étant cancérogènes pour l’Homme et l’animal.
Les résines à base de saccharides sont des alternatives renouvelables prometteuses à celles à base de pétrole. Cependant, elles restent peu utilisées dus à leur faible force d’adhérence et leur faible résistance à l'eau. L'estérification des groupes hydroxyles des saccharides est une solution efficace pour améliorer leur force d’adhérence et leur résistance à l'eau. Ainsi, la réaction d’estérification pourra être étudiée comme la réaction entre des saccharides issus de diverses origines (ex. cellulose, amidon, sucres, etc.) et un acide carboxylique (ex. acide citrique, acide lactique, etc.) pour former la liaison ester correspondante. La réaction d’estérification sera optimisée et les performances de l’adhésif pour les panneaux composites à base de bois sera évaluées en tenant compte des propriétés mécaniques et de la résistance à l'eau.
Étudiant: Ilias El Ouahabi
Identification du projet: AXE2DOC7
Type: Projet de doctorat
Thème: Adhésifs innovants
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Étudiant: Seyed Saman Vakili
Direction: Véronic Landry (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Papa Diouf (SEREX)
Partenaires industriels: Tafisa, Uniboard
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: Sans objet
Description
L’industrie des panneaux composites à base de bois est un secteur en constante évolution qui doit constamment s’adapter aux besoins des consommateurs et aux réglementations sur les émissions de composés organiques volatiles (COV). Les consommateurs désirent des produits ayant un faible impact environnemental et étant sécuritaires pour la santé. Or, les adhésifs utilisés pour la conception de ces panneaux sont constitués de résines synthétiques et de matériaux d’origine fossile, dont certains, comme le formaldéhyde, sont classés par l’Organisation Mondiale de la Santé comme étant cancérogènes pour l’Homme et l’animal.
Ce projet porte sur le développement d’adhésifs biosourcés à base de tanins locaux. Les tanins commerciaux sont déjà utilisés pour la formulation d’adhésifs et sont principalement issus d’essences tropicales (mimosa, quebracho). Quant aux tanins issus de la forêt boréale, ils sont peu valorisés dus à leur faible réactivité. L’utilisation de procédés d’extraction verts et d’étapes de purification optimisées seront évaluées afin d’améliorer la qualité des extraits de tanins (homogénéité et réactivité). Un système d’adhésif à base de tanins sera par la suite étudié et appliqué aux panneaux composites à base de bois. La performance des adhésifs biosourcés seront comparés à leurs homologues pétrosourcés.
Étudiant: Seyed Saman Vakili
Identification du projet: AXE2DOC11
Type : Projet de doctorat
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2DOC12
Type: Projet de doctorat
Thème: Procédés - Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2DOC13
Type: Projet de doctorat
Thème: Procédés - Adhésifs
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2DOC14
Type: Projet de doctorat
Thème: Optimisation - Procédés
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2DOC16
Type: Projet de doctorat
Thème: Procédés - Adhésifs innovants
Statut: Non démarré
Détails
Étudiante ou étudiant: à venir
Direction: à venir
Codirection: à venir
Collaboration: à venir
Partenaires industriels: à venir
Partenaires de recherche: à venir
Description
À venir
Identification du projet: AXE2SPD1
Type: Projet de postdoctorat
Thème: Adhésifs innovants
Statut: En cours depuis janvier 2024
Détails
Candidat: Anass Ait Benhamou
Direction: Véronic Landry (Université Laval)
Codirection: Sans objet
Collaboration: Sans objet
Partenaires industriels: Tafisa, Uniboard, FPInnovations
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
Courriel: Sans objet
Description
L’industrie des panneaux composites à base de bois est un secteur en constante évolution qui doit constamment s’adapter aux besoins des consommateurs et aux réglementations sur les émissions de composés organiques volatiles (COV). Les consommateurs désirent des produits ayant un faible impact environnemental et étant sécuritaires pour la santé. Or, les adhésifs utilisés pour la conception de ces panneaux sont constitués de résines synthétiques et de matériaux d’origine fossile, dont certains, comme le formaldéhyde, sont classés par l’Organisation Mondiale de la Santé comme étant cancérogènes pour l’Homme et l’animal.
Les résines urée-formaldéhyde (UF) sont les adhésifs les plus utilisés étant donné leurs matières premières bon marché, leur forte réactivité, leur excellente adhérence au bois, etc. Cependant, elles présentent un inconvénient lié à l'émission de COV et de formaldéhyde libre dans les panneaux composites.
Ce projet vise à développer un adhésif biosourcé pour la fabrication des panneaux de particules, de renforcer les propriétés physiques, mécaniques et la résistance à l’humidité. La lignine, issue de sous-produits de l'industrie papetière, sera utilisée comme substitue dans les résines UF. Deux types de lignines seront étudiées dans ce projet: la lignine kraft et la lignine hydroxyméthylée (lignine-H). La modification (ex. dépolymérisation) de la lignine pourra également être envisagée afin d’améliorer sa réactivité vis-à-vis du durcisseur. La performance des adhésifs biosourcés seront comparés à leurs homologues pétrosourcés.
Candidat: Anass Ait Benhamou
Stages de recherche
Statut: En cours
Date: 11 mars au 30 août 2024
Détails
Étudiant: Baptiste Giard
Direction: Alain Cloutier (Université Laval)
Codirection: Véronique Michaud (EPFL, Suisse), Frédéric Pichelin (BFH, Suisse
Collaboration: Aucune spécifiée
Partenaire industriel: Arbec, FPInnovations
Partenaires de recherche: Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR), SEREX
Courriel: baptiste.giard.1@ulaval.ca
Description
Les panneaux à lamelles orientées (OSB) sont largement utilisés dans l'industrie de la construction pour leur polyvalence et leur résistance. Cependant, l'amélioration continue de leurs propriétés mécaniques reste un objectif majeur pour les fabricants de panneaux. Dans ce contexte, ce projet se concentre sur l'optimisation de l'orientation des lamelles de bois des panneaux OSB afin d’améliorer leur résistance et leur performance globale.
L’objectif du projet est de développer une méthode d’analyse de l’orientation de lamelles de l’OSB, et d’évaluer l’effet de l’orientation sur les propriétés en flexion, soit le module de rupture (MOR) et module d’élasticité (MOE).
Étudiant: Baptiste Giard