Thomas M. Maloney
Thomas M. Maloney est professeur de sciences et techniques des matériaux, et chef de la section de technologie du bois [Université de l'Etat de Washington à Pullman (Etats-Unis). Il est l'auteur d'un ouvrage sur les panneaux de particules, intitulé Modern particleboard and dry-process fibreboard manufacturing.
Vu l'exiguïté de ses ressources forestières, la Chine doit actuellement importer une grande quantité de bois. La vaste campagne de reboisement en cours pourrait retourner cette situation. En attendant, les panneaux de particules - qui peuvent être fabriqués en partie avec des résidus non ligneux - offrent une perspective intéressante de développement de l'industrie nationale des produits ligneux. Dans la Chine d'aujourd'hui, la recherche sur les panneaux de particules et la construction d'usines progressent rapidement.
FABRICATION DE LA RÉSINE un poste très Important dans le prix de revient
· La production mondiale annuelle de panneaux de particules est actuellement de l'ordre de 40 millions de m3. Cette industrie n'a atteint sa maturité qu'au cours de la dernière décennie, et c'est dans les pays industrialisés qu'elle s'est développée le plus rapidement. L'expansion de cette forme très pratique d'utilisation du bois pour la fabrication de panneaux s'est accompagnée de la mise au point de nouveaux équipements, instruments de contrôle et résines synthétiques.
L'industrie des panneaux de particules est particulièrement intéressante pour les pays aux ressources forestières limitées, parce qu'elle permet une utilisation maximale des déchets de bois ainsi que d'essences qui autrement n'auraient pas d'emploi rentable. On peut également faire entrer dans la fabrication des panneaux des résidus tels que tiges de lin et bagasse. La Chine, dont les forêts sont loin de pourvoir à ses besoins de bois, fait partie de cette catégorie de pays. Aussi l'industrie des panneaux de particules y est-elle en pleine expansion.
Ayant eu, en 1982, l'occasion de visiter la Chine à titre de conseiller FAO dans ce domaine, je présenterai ci-après un bref aperçu de l'industrie des panneaux de particules dans ce pays, ainsi que sur les autres catégories de panneaux, contre-plaqués et panneaux de fibres. Toutes les informations m'ont été fournies par l'Académie forestière de Chine et ont par conséquent un caractère officiel.
Une industrie doit être considérée en premier lieu dans un contexte économique plus large qui comprend les ressources - plus ou moins abondantes - indispensables à sa croissance.
La Chine est actuellement engagée dans un programme de reboisement extrêmement ambitieux. Il reste à voir si l'objectif visé sera atteint, à savoir: boisement de 20 pour cent du territoire d'ici à l'an 2000. Il est prescrit à chaque citoyen chinois de planter au moins quatre arbres chaque année.
Pour comprendre à quel point cet objectif est ambitieux, il faut considérer qu'en 1949, date de la fondation de la République populaire de Chine, seuls 8,6 pour cent des 9,6 millions de km2 du territoire national étaient boisés. Un vaste programme de plantations forestières fut entrepris, grâce auquel le taux de boisement atteint maintenant 12,7 pour cent, soit 120 millions d'ha. A l'heure actuelle, 50 millions de m3 sont disponibles pour les industries du bois, contre à peine 5 millions en 1950.
Environ 40 pour cent des grumes exploitées sont utilisées en bois d'oeuvre. Elles sont le plus souvent débitées dans des usines très anciennes, qui doivent être modernisées ou remplacées. En 1981, plus de 100000 personnes étaient employées dans les scieries et les usines de panneaux dérivés du bois, et 270000 dans les fabriques de mobilier.
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Qu'est-ce qu'un panneau de particules? «Panneau de particules», est un terme générique qui désigne un panneau fabriqué à partir de matières ligno-cellulosiques (généralement du bois), essentiellement sous la forme de fragments distincts ou «particules» - par opposition aux fibres -, combinées avec une résine synthétique ou autre liant approprié et agglomérées entre elles sous l'effet de la chaleur et de la pression dans une presse chauffante, selon un processus par lequel tout l'intervalle entre les particules est rempli par le liant; d'autres matières peuvent être ajoutées en cours de fabrication pour améliorer certaines caractéristiques du produit. Les panneaux de particules sont subdivisés en deux grandes catégories selon la méthode de pressage. Lorsque la pression est appliquée perpendiculairement aux faces, comme dans les presses chauffantes classiques à plaques multiples, il s'agit d'un panneau pressé à plat; si la pression est parallèle aux faces, le panneau est dit extrudé. L'industrie des panneaux dérivés du bois - à savoir: panneaux de fibres durs et mi-durs, panneaux isolants, panneaux de particules (pressés à plat et extrudés), panneaux à liant de ciment, et agglomérés moulés - est d'origine très récente. Tous les produits de cette nouvelle branche d'industries forestières ont été conçus en laboratoire, et leur fabrication industrielle a été rendue possible par les efforts des laboratoires de recherche ainsi que par les mises au point effectuées en usines pilotes Les produits fabriqués à partir de matière ligneuse divisée sous la forme de fibres, copeaux ou tout autre type de particules présentent un intérêt particulier, du fait qu'ils permettent d'utiliser - et c'est généralement le cas - des déchets d'industries du bois, des essences de faible valeur et des résidus agricoles. Il y a tout lieu de penser que dans l'avenir, pour fabriquer les panneaux destinés à la construction, on utilisera également l'écorce et les rémanents de coupe, les déchets industriels et urbains, et d'autres résidus agricoles. Cette évolution est écologiquement bénéfique, du fait qu'elle permettra de convertir ce qui était autrefois des déchets en produits utiles, et de préserver ainsi les ressources naturelles. Cette industrie exige des quantités assez faibles d'énergie et de dérivés du pétrole. La fabrication des panneaux nécessite à l'heure actuelle d'autres matières premières telles que les liants de résine synthétique, mais les quantités en jeu sont peu importantes pour un panneau ou autre produit composé essentiellement de bois. Il semble probable que l'on mettra au point des liants faits à partir de résidus de l'industrie papetière ou autres matières végétales. Il est écologiquement irrationnel de construire des bâtiments entièrement avec des matériaux non renouvelables, tels que métaux ou matières plastiques, lorsqu'on dispose de bois. Les produits à base de bois fragmenté actuellement sur le marché possèdent certaines caractéristiques très avantageuses: disponibilité en grandes dimensions, surface lisse, uniformité de propriétés d'un panneau à l'autre, absence de défauts localisés. Pourtant, ils ont généralement été exclus des emplois en charpente parce qu'ils ne pouvaient avoir les qualités de raideur longitudinale, stabilité dimensionnelle et maintien à long terme des résistances mécaniques du bois massif ou du contre-plaqué. Des changements dans le dessin de la construction permettraient d'utiliser une large part des produits actuels, mais c'est un point sur lequel rien n'a été fait jusqu'à présent. Extrait de Modern particleboard and dry-process fibreboard manufacturing, par T.M. Maloney |
La plus grande partie des panneaux dérivés du bois est utilisée en Chine pour le mobilier, à la différence de ce qui se passe aux Etats-Unis, au Canada et ailleurs, où un fort pourcentage des panneaux est destiné au bâtiment.
Nous parlerons tout d'abord brièvement des industries des panneaux de fibres et du contre-plaqué.
Panneaux de fibres
La Chine importa sa première usine de panneaux de fibres dans les années 50, en provenance de la Suède. Depuis lors, environ 300 autres usines ont été construites, la plupart conçues et réalisées dans le pays. Pratiquement toutes sont du type à pressage humide; une usine utilisant le procédé à sec fonctionne à Shanghai.
La capacité des usines varie de 2 000 à 5 000 tonnes par an, ce qui est très modeste. Toutefois, cette taille convient bien à des régions dont les ressources forestières sont disséminées. Un avantage du procédé humide est qu'il faut peu de résine, ou même pas du tout, pour assurer la liaison des fibres dans le panneau, ce qui est une considération non négligeable vu le coût des résines synthétiques. Ces dernières représentent un élément important du procédé à sec.
A l'heure actuelle, il existe une usine de panneaux de fibres de moyenne densité à Zhuzhou, dans la province du Hunan. C'est une usine du type pressage à sec modifiée; sa production annuelle est d'environ 10000 m3. Une nouvelle grande usine recourant à des technologies étrangères est en construction dans la province du Fujian; elle produira 50 000 m3 par an. Une troisième chaîne est en construction au complexe d'industrie du bois de Guangha, prés de Beijing; elle utilisera également des équipements importés. Plusieurs autres usines de panneaux de fibres sont au stade de projets.
Contre-plaqué
La productivité des usines de contre-plaqué est faible. Il faut de 40 à 50 heures de travail pour produire 1 m3 de contre-plaqué dans les meilleures usines, et de 60 à 70 heures dans les autres. La majorité des panneaux sont assez minces, de l'ordre de 9 mm. Il est prévu d'améliorer la production des usines, en fonction notamment de l'entrée en exploitation de nouveaux boisements.
Panneaux de particules
Il existe en Chine 11 usines de panneaux de particules qui sont en service depuis les années 50. Leur capacité est relativement modeste: elles produisent une vingtaine de mètres cubes de panneaux par jour, et même les plus grandes n'excèdent pas 30 mètres cubes.
De ces usines les plus anciennes, trois sont du type à extrusion. L'une d'elles, fournie par la Suisse, utilise un système d'extrusion horizontale inspiré du procédé américain Lane; les deux autres, provenant de la République fédérale d'Allemagne, emploient un système d'extrusion verticale du type OKAL.
Les premières usines de panneaux de particules du type classique à plateaux étaient de conception chinoise, et tout leur équipement a été fabriqué en Chine, tandis que certaines des nouvelles usines utilisent des équipements étrangers. La plus grande, qui produit actuellement 100 m3 par jour de panneaux de la plus haute qualité disponible en Chine, comporte une presse à simple ouverture importée de la République fédérale d'Allemagne. Une autre, de 100 m3 de capacité journalière, est en construction à Guangzhou; les machines principales proviennent également de la République fédérale d'Allemagne, le reste de l'équipement étant fabriqué en Chine.
Deux autres usines, de 50 m3 de capacité journalière, sont actuellement en période d'essai, l'une à Hangzhou, l'autre à Wuhan. Leur conception comme leur équipement sont entièrement chinois.
Tableau 1. Spécifications relatives aux panneaux de particules actuellement fabriqués en Chine
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Caractéristique |
Oualité 1 |
Qualité 2 |
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Résistance à la flexion (kg/cm2) |
180 |
150 |
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Cohésion interne (kg/cm2) |
4 |
3 |
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Gonflement en épaisseur (%) 1 |
6 |
10 |
1 La température de l'eau est de 30 + 3°C et l'essai dure quatre heures.
Tableau 2. Production estimée de dérivés du bois et nombre d'usines en service en 1982
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Produit |
Production an 1982 |
Nombre d'usines |
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Sciages |
13600000 m3 |
Inconnu |
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Contre-plaqué |
394000 m3 |
65 |
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Panneaux de fibres |
670 000 m3 |
302 |
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Panneaux de particules |
103000 m3 |
52 |
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Meubles |
33 000 000 d'unités (1981) |
2100 |
Note. En Chine, de nombreuses usines, produisent les trois catégories de panneaux dérivés du bois. Le terme «usine» tel qu'employé lu désigne une partie d'un complexe intégré d'Industrie du bols produisant la catégorie de panneaux considérée. La plupart des usines relèvent du Ministère des forêts, mais certaines sont rattachées au Ministère des industries légères.
Afin de développer leur industrie des panneaux de particules, les Chinois ont à l'étude trois tailles différentes d'usines: 25, 50 et 100 m3 de capacité journalière. Les moins grandes sont destinées à équiper des petites collectivités à travers le pays, tandis que les plus importantes seront construites à proximité de massifs boisés, bien que certaines doivent être implantées en zones urbaines.
L'industrie des machines
La Chine a mis sur pied sa propre industrie pour produire les équipements destinés aux usines de particules et panneaux de fibres durs. La plupart des équipements sont fabriqués à Kunming, dans le Yunnan. Les presses à panneaux de particules sont fabriquées dans le comté de Qian Xian, prés de Xian (province du Shanxi), tandis que les raffineurs à pression pour les panneaux de fibres durs sont produits à Shangai.
L'équipement des usines de panneaux de particules comprend une déchiqueteuse à tambour à 12 couteaux, une déchiqueteuse à disques contrarotatifs à 26 couteaux, un broyeur à disque, un séchoir rotatif du type à faisceau de tubes, un mélangeur continu à court temps de séjour, une balance à utiliser avec le mélangeur, une consommatrice à deux ou quatre têtes, un précompresseur à courroie, une presse à chaud à sept ouvertures pour panneaux de 148 x 262 cm, un transporteur de retour pour les plaques de presse, un convoyeur rapide, et enfin une scie ébouteuse pour les panneaux. L'équipement des usines de panneaux de fibres comprend un raffineur défibreur à pression du type à disque rotatif unique, un raffineur à disque de 600 mm de diamètre, une machine de formation des panneaux à table plate, un transporteur de panneaux, une unité de dépressurisation et dilution pour éliminer les métaux ferreux des copeaux, une presse à chaud à 15 ou 17 ouvertures à plateaux de 115 x 225 cm, et enfin une chargeuse-déchargeuse de presse.
La Chine s'apprête à proposer ses équipements à d'autres pays.
CONFORMATION DES PANNEAUX la technologie progresse rapidement en Chine
Recherche technologique
L'Institut des industries du bois de l'Académie forestière de Chine est le centre national de recherche sur tous les types de produits ligneux. Jusqu'à une date récente, ses travaux dans le domaine des panneaux dérivés du bois étaient quelque peu limités en raison du manque d'équipement, mais cette lacune a été comblée très rapidement, et le laboratoire de panneaux de particules, notamment, devrait être l'un des meilleurs en service.
Les bâtiments sont déjà construits, et l'équipement de laboratoire est en cours d'installation. Cet équipement comprend des machines importées de la République fédérale d'Allemagne, dont les plus importantes sont une déchiqueteuse à tambour, une déchiqueteuse à carter, une coupeuse déchiqueteuse, un crible, un mélangeur, une conformatrice à triage par courant d'air et une presse à chaud. De nouveaux équipements d'essai ont également été acquis pour compléter les appareils déjà en place.
Comme il a déjà été mentionné, les panneaux de particules servent surtout à la fabrication de meubles. D'importants travaux de recherche sont prévus dans le but d'améliorer la qualité de ces panneaux, ainsi que d'utiliser comme matière première de nouvelles essences de bois de même que des détritus agricoles non ligneux.
Jusqu'à présent, il n'y avait pas de normes de conditionnement pour les essais technologiques, mais l'établissement d'une nouvelle norme est en cours, et des procédures seront définies pour les différents tests. Ceux-ci comprendront des mesures de tenue des vis sur face et sur rive. Aucun essai de dilatation linéaire n'est fait actuellement.
A mesure que la Chine accroît ses disponibilités de bois grâce à ses efforts de reboisement et aux échanges internationaux, elle envisage la fabrication d'autres catégories de panneaux, par exemple panneaux de particules moulés, panneaux de copeaux longs orientés, panneaux composites de particules et placage. Ces derniers pour raient jouer un rôle très important dans l'expansion de l'industrie des panneaux destinés aux meubles.
PLACAGE EN REVÊTEMENT SUR PANNEAUX DE PARTICULES élargir les débouchés
La plupart des essences disponibles en Chine pour la fabrication de ces panneaux sont de densité relativement élevée, ce qui rend très difficile l'obtention de surfaces parfaitement unies. Par ailleurs, comme il a été noté plus haut, la production de contre-plaqué est assez limitée faute de placages. Or la combinaison de placage pour les faces et de particules de bois dense pour l'âme des panneaux permet d'obtenir une surface de bel aspect pour les meubles, tout en valorisant au maximum les disponibilités limitées de placages. Autre possibilité intéressante: l'utilisation dans le bâtiment d'éléments de construction en aggloméré de particules. Tous ces types de matériaux font actuellement l'objet de recherches ailleurs dans le monde, et certains sont déjà fabriqués. La Chine a l'intention d'explorer toutes les possibilités afin de sélectionner les produits qui répondent aux besoins du marché national et dont la fabrication valorise au mieux les ressources forestières du pays.
A mesure que la Chine ouvre ses portes aux échanges avec les autres pays, non seulement de biens mais aussi de connaissances, on peut s'attendre à une grande expansion de son industrie de panneaux de particules. De nouvelles techniques se développent dans le pays, d'autres sont adoptées lorsqu'elles apparaissent ailleurs dans le monde; un important laboratoire est mis sur pied pour appuyer le développement de cette industrie, et on acquiert une meilleure connaissance des emplois possibles des panneaux de particules autres que les meubles. En outre, des recherches actives sont menées sur les résines synthétiques et autres liants, afin d'améliorer la cohésion des particules tout en diminuant les coûts. La Chine s'engage résolument sur la voie d'une expansion rapide de son industrie des panneaux de particules.
